JPH05256799A - 薄膜結晶性評価方法およびその装置 - Google Patents
薄膜結晶性評価方法およびその装置Info
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- JPH05256799A JPH05256799A JP4089620A JP8962092A JPH05256799A JP H05256799 A JPH05256799 A JP H05256799A JP 4089620 A JP4089620 A JP 4089620A JP 8962092 A JP8962092 A JP 8962092A JP H05256799 A JPH05256799 A JP H05256799A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- scattered
- film sample
- rays
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- Pending
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線の強
度および二次元的な強度分布を測定する。 【構成】 Ｘ線管２３から放出されたＸ線２３ａをシリ
コン等の半導体からなる薄膜試料２５の表面のみに１°
位の低角度で入射させ、薄膜試料２５によって散乱され
た全散乱Ｘ線（回折Ｘ線および散漫散乱Ｘ線）を薄膜試
料２５を中心とする半球面状の光透過型の螢光スクリー
ン１３上に投影させる。次に、螢光スクリーン１３のほ
ぼ全外周面に沿って光電子増倍管２０を移動させ、螢光
スクリーン１３上に投影された全散乱Ｘ線の強度パター
ンを検出する。これにより、薄膜試料２５によって散乱
された全散乱Ｘ線の強度および二次元的な強度分布を測
定することができる。
度および二次元的な強度分布を測定する。 【構成】 Ｘ線管２３から放出されたＸ線２３ａをシリ
コン等の半導体からなる薄膜試料２５の表面のみに１°
位の低角度で入射させ、薄膜試料２５によって散乱され
た全散乱Ｘ線（回折Ｘ線および散漫散乱Ｘ線）を薄膜試
料２５を中心とする半球面状の光透過型の螢光スクリー
ン１３上に投影させる。次に、螢光スクリーン１３のほ
ぼ全外周面に沿って光電子増倍管２０を移動させ、螢光
スクリーン１３上に投影された全散乱Ｘ線の強度パター
ンを検出する。これにより、薄膜試料２５によって散乱
された全散乱Ｘ線の強度および二次元的な強度分布を測
定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は薄膜結晶性評価方法お
よびその装置に関する。
よびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体等の薄膜装置の分野では、薄膜試
料によって回折される回折Ｘ線の強度と角度についての
解析を行うことにより、薄膜試料の結晶化度等の薄膜結
晶性を評価することがある。
料によって回折される回折Ｘ線の強度と角度についての
解析を行うことにより、薄膜試料の結晶化度等の薄膜結
晶性を評価することがある。
【０００３】図４は従来のこのような薄膜結晶性評価装
置の一例を示したものである。この薄膜結晶性評価装置
では、Ｘ線管１から放射されたＸ線１ａを、入射スリッ
ト２によってＸ線ビーム面積を長方形状に制限し、半導
体等の薄膜試料３の表面に角度θで入射させる。このと
き、薄膜試料３はゆっくりと回転しており、また薄膜試
料３の回転中心を中心とする円周上を受光スリット４を
備えた光検出器５がその２倍の速さで移動し、すなわち
薄膜試料３が角度θだけ回転したとき角度２θだけ移動
している。回折は、Ｘ線管１から放射されたＸ線１ａの
薄膜試料３の表面に入射する角度θがブラッグ角に等し
くなったとき極大となる。薄膜試料３によって回折され
た回折Ｘ線は、その強度分布プロフィールの分解能を良
くするための受光スリット４を介して光検出器５に入射
される。そして、光検出器５で測定された回折Ｘ線のピ
ーク強度とそのときの角度２θについての解析を行うこ
とにより、薄膜試料３の結晶化度等の薄膜結晶性を評価
している。
置の一例を示したものである。この薄膜結晶性評価装置
では、Ｘ線管１から放射されたＸ線１ａを、入射スリッ
ト２によってＸ線ビーム面積を長方形状に制限し、半導
体等の薄膜試料３の表面に角度θで入射させる。このと
き、薄膜試料３はゆっくりと回転しており、また薄膜試
料３の回転中心を中心とする円周上を受光スリット４を
備えた光検出器５がその２倍の速さで移動し、すなわち
薄膜試料３が角度θだけ回転したとき角度２θだけ移動
している。回折は、Ｘ線管１から放射されたＸ線１ａの
薄膜試料３の表面に入射する角度θがブラッグ角に等し
くなったとき極大となる。薄膜試料３によって回折され
た回折Ｘ線は、その強度分布プロフィールの分解能を良
くするための受光スリット４を介して光検出器５に入射
される。そして、光検出器５で測定された回折Ｘ線のピ
ーク強度とそのときの角度２θについての解析を行うこ
とにより、薄膜試料３の結晶化度等の薄膜結晶性を評価
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このような薄膜結晶性評価装置では、光検出器５によっ
て薄膜試料３の表面に垂直な面内しか測定することがで
きず、このため例えば薄膜試料３が極端に配向している
場合にはピーク強度を検出することができず、ひいては
薄膜試料３の薄膜結晶性を評価することができず、また
ラウエ写真法のように二次元的な強度分布を測定するこ
とができないという問題があった。この発明の目的は、
薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線の強度および二
次元的な強度分布を測定することのできる薄膜結晶性評
価方法およびその装置を提供することにある。
このような薄膜結晶性評価装置では、光検出器５によっ
て薄膜試料３の表面に垂直な面内しか測定することがで
きず、このため例えば薄膜試料３が極端に配向している
場合にはピーク強度を検出することができず、ひいては
薄膜試料３の薄膜結晶性を評価することができず、また
ラウエ写真法のように二次元的な強度分布を測定するこ
とができないという問題があった。この発明の目的は、
薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線の強度および二
次元的な強度分布を測定することのできる薄膜結晶性評
価方法およびその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、薄膜試料の
表面にＸ線を入射させ、前記薄膜試料によって散乱され
た全散乱Ｘ線を前記薄膜試料を中心とする半球面状の光
透過型の螢光スクリーン上に投影し、前記螢光スクリー
ンの外周面に沿って光検出器を移動させることにより、
前記螢光スクリーン上に投影された全散乱Ｘ線の強度パ
ターンを検出し、この検出結果に基づいて前記薄膜試料
の薄膜結晶性を評価するようにしたものである。
表面にＸ線を入射させ、前記薄膜試料によって散乱され
た全散乱Ｘ線を前記薄膜試料を中心とする半球面状の光
透過型の螢光スクリーン上に投影し、前記螢光スクリー
ンの外周面に沿って光検出器を移動させることにより、
前記螢光スクリーン上に投影された全散乱Ｘ線の強度パ
ターンを検出し、この検出結果に基づいて前記薄膜試料
の薄膜結晶性を評価するようにしたものである。
【０００６】
【作用】この発明によれば、薄膜試料によって散乱され
た全散乱Ｘ線を薄膜試料を中心とする半球面状の光透過
型の螢光スクリーン上に投影し、螢光スクリーンの外周
面に沿って光検出器を移動させることにより、螢光スク
リーン上に投影された全散乱Ｘ線の強度パターンを検出
しているので、薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線
の強度および二次元的な強度分布を測定することができ
る。
た全散乱Ｘ線を薄膜試料を中心とする半球面状の光透過
型の螢光スクリーン上に投影し、螢光スクリーンの外周
面に沿って光検出器を移動させることにより、螢光スク
リーン上に投影された全散乱Ｘ線の強度パターンを検出
しているので、薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線
の強度および二次元的な強度分布を測定することができ
る。
【０００７】
【実施例】図１および図２はこの発明の一実施例におけ
る薄膜結晶性評価装置の概略構成を示したものである。
この薄膜結晶性評価装置は不透明なボックス１１を備え
ている。ボックス１１の前面には鉛ガラス板１２が設け
られている。ボックス１１内には半球面状の螢光スクリ
ーン１３がその開口部を鉛ガラス板１２側とされた状態
で設けられている。螢光スクリーン１３は、可視光を透
過するガラス等からなるスクリーン本体の内周面にＺｎ
ＳやＣｄＳ等からなる螢光塗料が塗布された構造となっ
ている。螢光スクリーン１３の外側には光電子増倍管移
動手段１４が設けられている。光電子増倍管移動手段１
４は、螢光スクリーン１３の外周面に沿って配置された
半円弧状の支持板１５を備えている。支持板１５の両端
部は水平軸１６、１７を介してボックス１１に回転自在
に取り付けられている。支持板１５の幅方向中心部には
長手方向に延びるガイド孔１８が設けられている。ガイ
ド孔１８には受光スリット１９を備えた光電子増倍管２
０がスライド自在に貫装されている。すなわち、光電子
増倍管２０は、水平軸１６、１７を中心に回転自在な支
持板１５のガイド孔１８にスライド自在に貫装されてい
ることにより、螢光スクリーン１３のほぼ全外周面に沿
って移動自在に配置されている。光電子増倍管２０はコ
ード２１を介して図示しないレコーダに接続されてい
る。支持板１５を支持するための一方の水平軸１６は円
筒状となっている。この円筒状の水平軸１６にはコリメ
ータ２２が挿通されている。コリメータ２２の外側には
Ｘ線管２３が配置されている。コリメータ２２の内端側
は螢光スクリーン１３に設けられた溝２４を貫通して螢
光スクリーン１３内に突出されている。この突出された
コリメータ２２の延長線上における螢光スクリーン１３
の中心部にはシリコン等の半導体からなる薄膜試料２５
が予め定められた状態で配置されるようになっている。
る薄膜結晶性評価装置の概略構成を示したものである。
この薄膜結晶性評価装置は不透明なボックス１１を備え
ている。ボックス１１の前面には鉛ガラス板１２が設け
られている。ボックス１１内には半球面状の螢光スクリ
ーン１３がその開口部を鉛ガラス板１２側とされた状態
で設けられている。螢光スクリーン１３は、可視光を透
過するガラス等からなるスクリーン本体の内周面にＺｎ
ＳやＣｄＳ等からなる螢光塗料が塗布された構造となっ
ている。螢光スクリーン１３の外側には光電子増倍管移
動手段１４が設けられている。光電子増倍管移動手段１
４は、螢光スクリーン１３の外周面に沿って配置された
半円弧状の支持板１５を備えている。支持板１５の両端
部は水平軸１６、１７を介してボックス１１に回転自在
に取り付けられている。支持板１５の幅方向中心部には
長手方向に延びるガイド孔１８が設けられている。ガイ
ド孔１８には受光スリット１９を備えた光電子増倍管２
０がスライド自在に貫装されている。すなわち、光電子
増倍管２０は、水平軸１６、１７を中心に回転自在な支
持板１５のガイド孔１８にスライド自在に貫装されてい
ることにより、螢光スクリーン１３のほぼ全外周面に沿
って移動自在に配置されている。光電子増倍管２０はコ
ード２１を介して図示しないレコーダに接続されてい
る。支持板１５を支持するための一方の水平軸１６は円
筒状となっている。この円筒状の水平軸１６にはコリメ
ータ２２が挿通されている。コリメータ２２の外側には
Ｘ線管２３が配置されている。コリメータ２２の内端側
は螢光スクリーン１３に設けられた溝２４を貫通して螢
光スクリーン１３内に突出されている。この突出された
コリメータ２２の延長線上における螢光スクリーン１３
の中心部にはシリコン等の半導体からなる薄膜試料２５
が予め定められた状態で配置されるようになっている。
【０００８】この薄膜結晶性評価装置では、Ｘ線管２３
から放射されたＸ線２３ａを、コリメータ２２によって
Ｘ線ビーム面積を長方形状に制限し、膜厚５０００Å以
下の薄膜試料２５の表面のみに１°位の低角度で入射さ
せる。すると、例えば図３において矢印で示すように、
Ｘ線２３ａが薄膜試料２５によって散乱され、薄膜試料
２５の結晶部分では回折Ｘ線が生じ、薄膜試料２５の非
晶質部分では散漫散乱Ｘ線が生じ、これらが螢光スクリ
ーン１３上に投影される。このとき、薄膜試料２５に配
向性がある場合には、螢光スクリーン１３上に投影され
る全散乱Ｘ線の強度パターンは非対称で特定の位置の強
度が強くなる。この強度パターンを定量的に解析するた
め、光電子増倍管２０を螢光スクリーン１３のほぼ全外
周面に沿って移動させると、螢光スクリーン１３上に投
影された全散乱Ｘ線の強度パターンが光電子増倍管２０
によって検出される。光電子増倍管２０で検出された検
出結果等は、レコーダに供給され、強度を縦軸とし位置
を横軸とした記録紙上に強度およびその位置が簡単に読
み取れる強度分布図として記録される。また、鉛ガラス
板１２を介して、螢光スクリーン１３上に投影された全
散乱Ｘ線の強度パターンを直接観察することもできる。
から放射されたＸ線２３ａを、コリメータ２２によって
Ｘ線ビーム面積を長方形状に制限し、膜厚５０００Å以
下の薄膜試料２５の表面のみに１°位の低角度で入射さ
せる。すると、例えば図３において矢印で示すように、
Ｘ線２３ａが薄膜試料２５によって散乱され、薄膜試料
２５の結晶部分では回折Ｘ線が生じ、薄膜試料２５の非
晶質部分では散漫散乱Ｘ線が生じ、これらが螢光スクリ
ーン１３上に投影される。このとき、薄膜試料２５に配
向性がある場合には、螢光スクリーン１３上に投影され
る全散乱Ｘ線の強度パターンは非対称で特定の位置の強
度が強くなる。この強度パターンを定量的に解析するた
め、光電子増倍管２０を螢光スクリーン１３のほぼ全外
周面に沿って移動させると、螢光スクリーン１３上に投
影された全散乱Ｘ線の強度パターンが光電子増倍管２０
によって検出される。光電子増倍管２０で検出された検
出結果等は、レコーダに供給され、強度を縦軸とし位置
を横軸とした記録紙上に強度およびその位置が簡単に読
み取れる強度分布図として記録される。また、鉛ガラス
板１２を介して、螢光スクリーン１３上に投影された全
散乱Ｘ線の強度パターンを直接観察することもできる。
【０００９】このように、この薄膜結晶性評価装置で
は、螢光スクリーン１３上に投影された全散乱Ｘ線の強
度パターンを検出しているので、薄膜試料２５によって
散乱された全散乱Ｘ線の強度および二次元的な強度分布
を測定ことができる。そして、すべての強度を積算した
ものが薄膜試料２５の表面によって散乱された全散乱Ｘ
線の強度であるので、結晶性ピーク強度と非晶質による
散漫散乱強度との比から薄膜試料２５の何％の体積が結
晶化しているかという結晶化度を正確に測定することが
できる。また、各結晶性ピーク強度は薄膜試料２５の結
晶の原子配列の面間隔に対応しているので、薄膜試料２
５の結晶面のどの面がどちらの方向に多く向いているか
という配向状態も正確に測定することができる。なお、
光電子増倍管２０の代わりにＣＣＤイメージセンサを用
いた場合には、高い角度分解能で測定を高速化すること
ができる。
は、螢光スクリーン１３上に投影された全散乱Ｘ線の強
度パターンを検出しているので、薄膜試料２５によって
散乱された全散乱Ｘ線の強度および二次元的な強度分布
を測定ことができる。そして、すべての強度を積算した
ものが薄膜試料２５の表面によって散乱された全散乱Ｘ
線の強度であるので、結晶性ピーク強度と非晶質による
散漫散乱強度との比から薄膜試料２５の何％の体積が結
晶化しているかという結晶化度を正確に測定することが
できる。また、各結晶性ピーク強度は薄膜試料２５の結
晶の原子配列の面間隔に対応しているので、薄膜試料２
５の結晶面のどの面がどちらの方向に多く向いているか
という配向状態も正確に測定することができる。なお、
光電子増倍管２０の代わりにＣＣＤイメージセンサを用
いた場合には、高い角度分解能で測定を高速化すること
ができる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線を薄膜試料
を中心とする半球面状の光透過型の螢光スクリーン上に
投影し、螢光スクリーンの外周面に沿って光検出器を移
動させることにより、螢光スクリーン上に投影された全
散乱Ｘ線の強度パターンを検出しているので、薄膜試料
によって散乱された全散乱Ｘ線の強度および二次元的な
強度分布を測定することができる。
ば、薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線を薄膜試料
を中心とする半球面状の光透過型の螢光スクリーン上に
投影し、螢光スクリーンの外周面に沿って光検出器を移
動させることにより、螢光スクリーン上に投影された全
散乱Ｘ線の強度パターンを検出しているので、薄膜試料
によって散乱された全散乱Ｘ線の強度および二次元的な
強度分布を測定することができる。
【図１】この発明の一実施例における薄膜結晶性評価装
置の概略構成を示す横断平面図。
置の概略構成を示す横断平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う一部の縦断側面図。
【図３】この薄膜結晶性評価装置の動作を説明するため
に示す斜視図。
に示す斜視図。
【図４】従来の薄膜結晶性評価装置の概略構成図。
１３ 螢光スクリーン １４ 光電子増倍管移動手段 ２０ 光電子増倍管 ２３ Ｘ線管 ２５ 薄膜試料
Claims (2)
- 【請求項１】 薄膜試料の表面にＸ線を入射させ、前記
薄膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線を前記薄膜試料
を中心とする半球面状の光透過型の螢光スクリーン上に
投影し、前記螢光スクリーンの外周面に沿って光検出器
を移動させることにより、前記螢光スクリーン上に投影
された全散乱Ｘ線の強度パターンを検出し、この検出結
果に基づいて前記薄膜試料の薄膜結晶性を評価すること
を特徴とする薄膜結晶性評価方法。 - 【請求項２】 所定位置に配置される薄膜試料の表面に
Ｘ線を入射させるＸ線管と、 前記薄膜試料の配置位置を中心として配置され、前記薄
膜試料によって散乱された全散乱Ｘ線が投影される半球
面状の光透過型の螢光スクリーンと、 前記螢光スクリーンの外周面に沿って移動自在に配置さ
れ、前記螢光スクリーン上に投影された全散乱Ｘ線の強
度パターンを検出するための光検出器と、 を具備することを特徴とする薄膜結晶性評価装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4089620A JPH05256799A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 薄膜結晶性評価方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4089620A JPH05256799A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 薄膜結晶性評価方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256799A true JPH05256799A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13975803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4089620A Pending JPH05256799A (ja) | 1992-03-13 | 1992-03-13 | 薄膜結晶性評価方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05256799A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019124598A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 非晶質試料の結晶化温度測定方法および結晶化温度測定システム |
| JP2019124599A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 非晶質試料の結晶化温度測定方法および結晶化温度測定システム |
-
1992
- 1992-03-13 JP JP4089620A patent/JPH05256799A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019124598A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 非晶質試料の結晶化温度測定方法および結晶化温度測定システム |
| JP2019124599A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 住友金属鉱山株式会社 | 非晶質試料の結晶化温度測定方法および結晶化温度測定システム |
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