JPH052057U - 全反射蛍光ｘ線分析装置における高さ調節用ダミー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液体試料を基板上に滴下して乾燥させた乾燥試
料の高さレベルを測定可能にして、全反射蛍光Ｘ線分析
における分析精度を向上させる。 【構成】基板７０の表面７１には、高さ調節用ダミー１
の一対の上板２が載置されている。この高さ調節用ダミ
ー１は、上記両上板２の下面３に、一対の下板４の上面
５が接合されて構成されており、全体がロの字状で、中
央に一次Ｘ線Ｂ１の入射用開口６が形成されている。蛍
光Ｘ線検出器６０の近傍には、距離検出器３０が配置さ
れている。この距離検出器３０と蛍光Ｘ線検出器６０
は、試料台４０に対向して配置されている。上記距離検
出器３０は、赤外線のような光Ｂ４を出射し、下板４上
の測定点２０からの反射光Ｂ５の入射位置によって、測
定点２０のレベルを検出する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、試料表面に一次Ｘ線を微小な入射角度で照射して、試料の表面層 からの蛍光Ｘ線を分析する全反射蛍光Ｘ線分析装置における高さ調節用ダミーに 関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、全反射蛍光Ｘ線分析装置は、試料表面層に付着した不純物や、液体 試料を基板上に滴下して乾燥させた乾燥試料を分析する装置として用いられてい る（たとえば、特開昭63-78056号公報参照）。この種の装置の一例を図３に示す 。

【０００３】 図３において、図示しないＸ線源から出た一次Ｘ線Ｂ１は、乾燥試料７２の表 面に微小な入射角度α (たとえば、0.05°〜0.10°程度) で照射される。乾燥試 料７２は、フッ酸溶液や塩酸などの液体試料を基板７０の表面７１に滴下して乾 燥させることで付着したものであり、上記基板７０としては、物性の安定したガ ラス板が用いられる。一次Ｘ線Ｂ１は、全反射蛍光Ｘ線分析の場合、効率を上げ るために、その広がりが小さく設定されている。入射した一次Ｘ線Ｂ１は、その 一部が全反射されて反射Ｘ線Ｂ２となり、他の一部が乾燥試料７２の原子を励起 して、乾燥試料７２を構成する元素固有の蛍光Ｘ線Ｂ３を発生させる。蛍光Ｘ線 Ｂ３は、乾燥試料７２に対向して配置した蛍光Ｘ線検出器６０に入射する。この 入射した蛍光Ｘ線Ｂ３は、蛍光Ｘ線検出器６０において、そのＸ線強度が検出さ れた後、蛍光Ｘ線検出器６０からの分析信号ａに基づき、多重波高分析器６１に よって目的とするＸ線スペクトルが得られる。

【０００４】 この種の全反射蛍光Ｘ線分析装置は、一次Ｘ線Ｂ１の入射角度αが微小である ことから、反射Ｘ線Ｂ２や散乱Ｘ線が蛍光Ｘ線検出器６０に入射しにくく、蛍光 Ｘ線検出器６０により検出される蛍光Ｘ線Ｂ３の出力レベルに比べてノイズが小 さいという利点がある。つまり、大きなS/N 比が得られ、そのため、分析精度が 良く、たとえば、微量の不純物でも検出できるという利点がある。 また、一次Ｘ線Ｂ１の大部分が乾燥試料７２の層内に達するのみで、乾燥試料 ７２よりも下方の基板７０内へは進入しない。したがって、厚みの殆どない乾燥 試料７２からの蛍光Ｘ線Ｂ３の強度が大きくなるので、この種の液体を乾燥させ た乾燥試料７２の分析に適している。

【０００５】 ところで、乾燥試料７２は基板７０に付着しているのであるが、基板７０の厚 みに、ばらつきが生じるのは避けられず、そのため、乾燥試料７２の表面のレベ ルが乾燥試料７２ごとに異なる。ここで、全反射蛍光Ｘ線分析においては、一次 Ｘ線Ｂ１を乾燥試料７２の表面に微小な入射角度α (0.05°〜0.10°) で、入射 させるから、厚みがΔｚ変化すると、入射位置Ｐの横方向の変化量Δｘは、Δｚ の500 倍〜1000倍程度になる。そのため、広がりの少ない一次Ｘ線Ｂ１によって 励起される乾燥試料７２の位置 (入射位置Ｐ) は、蛍光Ｘ線検出器６０の正面 ( 真下) から大きくずれる。したがって、蛍光Ｘ線検出器６０に入射する蛍光Ｘ線 Ｂ３の相対強度が著しく小さくなってS/N 比も小さくなるので、分析結果に大き な誤差が生じる。また、位置ずれが大きい場合には、入射位置Ｐが蛍光Ｘ線検出 器６０の視野から外れてしまい、検出ができない。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ここで、ウェハなどの試料においては、試料の高さ方向の変位量Δｚを距離検 出器で検出し、この変位量Δｚに合わせて、ウェハを載せた試料台を上下に移動 させる方法が採用されている。しかし、距離検出器は、一般に、赤外線を出射し て、その反射光を検出するのに対し、乾燥試料７２の場合には、基板７０が赤外 線を反射しないガラス板であることから、距離検出ができない。この対策として 、ガラス板の厚みを機械的に測定することも考えられるが、測定精度が不正確で あるから、十分な分析精度が得られないうえ面倒である。

【０００７】 この考案は上記従来の問題に鑑みてなされたもので、試料を全反射蛍光Ｘ線分 析装置で分析する際に、試料の表面レベルをレザー式の距離検出器で検出可能と する高さ調節用ダミーを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この考案は、試料を付着させた基板の表面に載置 される一対の上板と、距離検出器からの光を反射する材料からなり、上記上板の 下面に上面が接合された一対の下板とで高さ調節用ダミーを構成し、この高さ調 節用ダミーが中央に一次Ｘ線の入射用開口を形成している。

【０００９】

【作用】

この考案によれば、下板の上面は、基板の表面に載置される一対の上板の下面 に接合されているので、基板の表面と同一レベルになる。したがって、距離検出 器からの光を反射する材料からなる下板の上面レベルを、上記距離検出器で検出 することにより、基板の表面レベルを、つまり試料の表面レベルを測定すること ができる。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面にしたがって説明する。 図１において、照射装置５０はＸ線源５１と、平行光学系５２とを備えている 。Ｘ線源５１から出射された一次Ｘ線Ｂ１は、平行光学系５２により平行光線に されて、乾燥試料７２の表面に微小な入射角度α（図２）で照射される。乾燥試 料７２が付着した基板７０は、試料台４０に載置されている。なお、図２の基板 ７０の厚さｔは、基板７０ごとに、若干のばらつきがある。

【００１１】 図１の蛍光Ｘ線検出器６０の近傍には、距離検出器３０が配置されている。こ の距離検出器３０と蛍光Ｘ線検出器６０は、試料台４０に対向して配置されてい る。上記距離検出器３０は、赤外線のような光Ｂ４を出射し、真下の測定点２０ からの反射光Ｂ５の入射位置によって、測定点２０のレベルを検出する変位セン サからなり、検出したレベルＺ（図２）をレベル信号ｂとして制御装置３１に出 力する。距離検出器３０が検出する精度は、 1.0μｍ程度である。

【００１２】 上記基板７０の表面７１には、高さ調節用ダミー１の一対の上板２が載置され ている。この高さ調節用ダミー１は、上記両上板２の下面３に、一対の下板４の 上面５が接着剤で接合されて構成されており、全体がロの字状で、中央に一次Ｘ 線Ｂ１の入射用開口６が形成されている。両下板４，４は、一次Ｘ線Ｂ１と交差 する方向に互いに平行に配置され、一方、両上板２，２は一次Ｘ線Ｂ１の入射方 向とほぼ平行に配置されている。上記両上板２と下板４は、たとえばシリコン板 からなり、距離検出器３０からの出射光Ｂ４を反射する材料で構成されている。 上記上板２の下面３および上記下板４の上面５は、鏡面加工されており、１．０ μｍＲ_max 程度に仕上げられている。

【００１３】 上記試料台４０は、図２のように、旋回ベース４１に上下動および回転自在に 取り付けられており、モータなどからなる駆動装置Ｍによって駆動される。この 旋回ベース４１は、図示しない駆動モータにより、スライドベース４２上を水平 に移動する。

【００１４】 上記制御装置３１は、たとえば、マイクロコンピュータで構成されており、上 記距離検出器３０からのレベル信号ｂを受けて、駆動装置Ｍに駆動信号ｃを出力 する。その他の構成は、従来例と同様であり、同一部分または相当部分に同一符 号を付して、その詳しい説明を省略する。

【００１５】 つぎに、試料表面のレベルの調節方法について説明する。 まず、図１の乾燥試料７２を付着させた基板７０を試料台４０上に載置する。 ついで、基板７０の表面に、高さ調節用ダミー１の上板２の下面３を載せる。こ の後、この図に示すように、ダミー１の一方の下板４が距離検出器３０の真下に なるように、試料台４０を径方向ｒに移動させる。この移動後、距離検出器３０ が下板４の上面５の任意の測定点２０に光Ｂ４を出射して、その反射光Ｂ５の入 射位置に基づいて、下板４の上面５のレベルＺ（図２）を測定し、レベル信号ｂ を制御装置３１に出力する。つづいて、試料台４０を径方向ｒに移動させ、他方 の下板４の上面５のレベルＺ（図２）を測定し、レベル信号ｂを制御装置３１に 出力する。上記２つのレベル信号ｂを受けた制御装置３１は、その平均値に基づ いて、基準レベルとの誤差ΔＺを演算し、この誤差ΔＺに相当する量だけ、図２ の試料台４０を矢印Ｄ方向に昇降させる。これにより、下板４の上面５のレベル が所定のレベルになる。

【００１６】 ここで、図１の上記下板４の上面５は、基板７０の表面７１に載置された上板 ２の下面３に接合されているから、基板７０の表面７１と同一レベルにある。し たがって、上記のように、下板４の上面５のレベルを所定レベルにすることによ って、基板７０の表面７１、つまり、乾燥試料７２の表面レベルが所定のレベル に設定される。その結果、一次Ｘ線Ｂ１の照射範囲Ａ（二点鎖線で示す）が乾燥 試料７２における蛍光Ｘ線検出器６０の真下の位置になるので、蛍光Ｘ線Ｂ３の 相対強度が大きく保たれるから、分析精度が向上する。

【００１７】 ところで、下板４の上面５は、凹凸の小さい滑らかな表面を有している必要が ある。ここで、この実施例では、高さ調節用ダミー１をシリコン板で形成してお り、シリコン板は表面の滑らかなウェハの材料として汎用的であることから、高 さ調節用ダミー１の製造が容易である。

【００１８】 また、この種の蛍光Ｘ線分析装置は、ウェハの不純物を分析する装置として用 いられる場合が多いので、高さ調節用ダミー１をシリコン板で形成することによ り、ウェハと乾燥試料７２のレベルを同一の距離検出器３０によって測定するこ とができる。

【００１９】 なお、上記実施例では、高さ調節用ダミー１をシリコン板で構成したが、高さ 調節用ダミー１の材質はシリコンに限定されず、下板４の上面５が距離検出器３ ０からの光Ｂ４を反射する材料で構成されていればよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案によれば、基板の表面に載置される一対の上板 の下面と、距離検出器からの光を反射する材料で形成された下板の上面とを接合 して、高さ調節用ダミーを形成したので、上記下板の上面レベルを測定すること により、基板の表面に付着した試料の表面レベルを測定することができる。した がって、試料の表面レベルの誤差が小さくなるので、全反射蛍光Ｘ線による分析 精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例にかかる全反射蛍光Ｘ線分
析装置の概略斜視図である。

【図２】同側面図である。

【図３】一般的な全反射蛍光Ｘ線分析の原理を示す側面
図である。

【符号の説明】

１…高さ調節用ダミー、２…上板、３…上板の下面、４
…下板、５…下板の上面、６…入射用開口、３０…距離
検出器、５０…照射装置、６０…蛍光Ｘ線検出器、７０
…基板、７１…基板の表面、７２…乾燥試料、Ｂ１…一
次Ｘ線、Ｂ３…蛍光Ｘ線、Ｂ４…光、Ｂ５…反射光。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 基板の表面に付着させた試料の表面に一
   次Ｘ線を微小な入射角度で照射する照射装置と、上記試
   料に対向し上記一次Ｘ線を受けた試料からの蛍光Ｘ線を
   検出する蛍光Ｘ線検出器と、出射した光の反射光によっ
   て測定点のレベルを検出する距離検出器とを備え、上記
   蛍光Ｘ線検出器での検出結果に基づいて上記蛍光Ｘ線を
   分析する全反射蛍光Ｘ線分析装置における高さ調節用ダ
   ミーであって、基板の表面に載置される一対の上板と、
   上記距離検出器からの光を反射する材料からなり、上記
   両上板の下面に上面が接合された一対の下板とで構成さ
   れ、中央に一次Ｘ線の入射用開口を形成している全反射
   蛍光Ｘ線分析装置における高さ調節用ダミー。