JPH0552778A - けい光ｘ線の分析方法 - Google Patents
けい光ｘ線の分析方法Info
- Publication number
- JPH0552778A JPH0552778A JP3237200A JP23720091A JPH0552778A JP H0552778 A JPH0552778 A JP H0552778A JP 3237200 A JP3237200 A JP 3237200A JP 23720091 A JP23720091 A JP 23720091A JP H0552778 A JPH0552778 A JP H0552778A
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- rays
- total reflection
- light
- ray
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- Pending
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボロンのような軽元素を含む試料の組成のう
ち、けい光Ｘ線強度が低い軽元素のけい光Ｘ線を、けい
素や酸素のような重元素の高次線によるバックグランド
に影響されることなく、確実に検出して分析精度の向上
を図る。 【構成】 ボロンのような軽元素を含む試料１からのけ
い光Ｘ線を、人工格子６とその回折Ｘ線を全反射させて
重元素の高次線を低減する全反射ミラー７と軽元素のけ
い光Ｘ線強度を高く維持する第１および第２の全反射ス
リット５，８の組合せからなる分光器３に通して、平行
光として取り出し、その平行光を検出器４で検出して分
析する。
ち、けい光Ｘ線強度が低い軽元素のけい光Ｘ線を、けい
素や酸素のような重元素の高次線によるバックグランド
に影響されることなく、確実に検出して分析精度の向上
を図る。 【構成】 ボロンのような軽元素を含む試料１からのけ
い光Ｘ線を、人工格子６とその回折Ｘ線を全反射させて
重元素の高次線を低減する全反射ミラー７と軽元素のけ
い光Ｘ線強度を高く維持する第１および第２の全反射ス
リット５，８の組合せからなる分光器３に通して、平行
光として取り出し、その平行光を検出器４で検出して分
析する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ボロンのような軽元
素を含む試料の表面、例えばシリコンウェハの表面に、
シリカ（ＳｉＯ2 ）、りん酸化合物（Ｐ2 Ｏ5 ）および
ボロン化合物（Ｂ2 Ｏ3）からなる絶縁膜（ガラス）を
付着して作成された半導体基材に、Ｘ線を照射して、そ
の試料（基材）から発生するけい光Ｘ線を検出し分析す
ることにより、試料の膜成分（元素）および膜厚などを
測定するけい光Ｘ線の分析方法に関するものである。
素を含む試料の表面、例えばシリコンウェハの表面に、
シリカ（ＳｉＯ2 ）、りん酸化合物（Ｐ2 Ｏ5 ）および
ボロン化合物（Ｂ2 Ｏ3）からなる絶縁膜（ガラス）を
付着して作成された半導体基材に、Ｘ線を照射して、そ
の試料（基材）から発生するけい光Ｘ線を検出し分析す
ることにより、試料の膜成分（元素）および膜厚などを
測定するけい光Ｘ線の分析方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】けい光Ｘ線の分析には、一般にＸ線の分
光に分光結晶を用いた結晶分光法が採用されている。こ
の分光結晶は回折格子の役割を果たすものであって、結
晶分光におけるＸ線の回折条件は、W.L.Bragg により与
えられ、波長λのけい光Ｘ線の結晶面間隔ｄの結晶に入
射したときに、下記の式（１）の関係を満足する角度θ
（回折角）のときのみ干渉を起こす。換言すると、回折
角θを測ることにより、波長λを知り、Moseley の関係
から試料の元素を知るものである。 ２ｄsin θ＝ｎλ…………（１） ｎ：反射の次数
光に分光結晶を用いた結晶分光法が採用されている。こ
の分光結晶は回折格子の役割を果たすものであって、結
晶分光におけるＸ線の回折条件は、W.L.Bragg により与
えられ、波長λのけい光Ｘ線の結晶面間隔ｄの結晶に入
射したときに、下記の式（１）の関係を満足する角度θ
（回折角）のときのみ干渉を起こす。換言すると、回折
角θを測ることにより、波長λを知り、Moseley の関係
から試料の元素を知るものである。 ２ｄsin θ＝ｎλ…………（１） ｎ：反射の次数
【０００３】ところで、上記のような結晶分光法は、例
えばボロン（ホウ素）のような原子番号の小さい軽元素
に対する検出感度および測定精度が悪い。ボロンのよう
な軽元素のけい光Ｘ線は、けい素（Ｓｉ）や酸素（Ｏ）
などの重元素のけい光Ｘ線に比べて強度が非常に低いた
め、測定精度を良くするためには、感度を高めること、
および、重元素のけい光Ｘ線によるバックグランド成分
を低くすることが要求される。このような要求に応える
ものとして、従来、重元素のけい光Ｘ線によるバックグ
ランドを低くできる人工格子を使用した分光方法が採用
されている。なお、上記人工格子は、格子面間隔を決め
る分光層と反射層とを複数重合してなるものである。
えばボロン（ホウ素）のような原子番号の小さい軽元素
に対する検出感度および測定精度が悪い。ボロンのよう
な軽元素のけい光Ｘ線は、けい素（Ｓｉ）や酸素（Ｏ）
などの重元素のけい光Ｘ線に比べて強度が非常に低いた
め、測定精度を良くするためには、感度を高めること、
および、重元素のけい光Ｘ線によるバックグランド成分
を低くすることが要求される。このような要求に応える
ものとして、従来、重元素のけい光Ｘ線によるバックグ
ランドを低くできる人工格子を使用した分光方法が採用
されている。なお、上記人工格子は、格子面間隔を決め
る分光層と反射層とを複数重合してなるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記人工
格子により、重元素のけい光Ｘ線によるバックグランド
成分を低くしたいのであるが、この人工格子は軽元素に
対する感度も良いが、波長に対する分解能が分光結晶よ
りも低いため、けい素（Ｓｉ）や酸素（Ｏ）の重元素の
けい光Ｘ線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの高次線が、図４と図
５の点線とで示すように、ボロンのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋα
に重なって、結局、バックグランド成分が低くならな
い。その結果、ボロンの検出がむずかしく、分析精度を
上げることができない。
格子により、重元素のけい光Ｘ線によるバックグランド
成分を低くしたいのであるが、この人工格子は軽元素に
対する感度も良いが、波長に対する分解能が分光結晶よ
りも低いため、けい素（Ｓｉ）や酸素（Ｏ）の重元素の
けい光Ｘ線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの高次線が、図４と図
５の点線とで示すように、ボロンのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋα
に重なって、結局、バックグランド成分が低くならな
い。その結果、ボロンの検出がむずかしく、分析精度を
上げることができない。
【０００５】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、重元素のけい光Ｘ線によるバックグランド成分を十
分に低下させるとともに、軽元素のけい光Ｘ線強度も高
めて、分析精度の著しい向上を図ることができるけい光
Ｘ線の分析方法を提供することを目的としている。
で、重元素のけい光Ｘ線によるバックグランド成分を十
分に低下させるとともに、軽元素のけい光Ｘ線強度も高
めて、分析精度の著しい向上を図ることができるけい光
Ｘ線の分析方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係るけい光Ｘ線の分析方法は、軽元素を
含む試料からのけい光Ｘ線を、第１の全反射スリットを
通過させて平行光とし、これを人工格子および全反射ミ
ラーの一方に入射させたのち他方に入射させて回折Ｘ線
を取り出し、この回折Ｘ線を第２の全反射スリットに入
射させて平行光からなる被検出光を取り出し、この被検
出光を検出して分析するものである。
め、この発明に係るけい光Ｘ線の分析方法は、軽元素を
含む試料からのけい光Ｘ線を、第１の全反射スリットを
通過させて平行光とし、これを人工格子および全反射ミ
ラーの一方に入射させたのち他方に入射させて回折Ｘ線
を取り出し、この回折Ｘ線を第２の全反射スリットに入
射させて平行光からなる被検出光を取り出し、この被検
出光を検出して分析するものである。
【０００７】
【作用】上記構成によれば、軽元素を含む試料からのけ
い光Ｘ線が第１の全反射スリットを通過することで強度
低下の少ない平行光となり、この平行光が人工格子に入
射されて、バックグランドのかなり低い回折Ｘ線が取り
出される。つづいて、その取り出された回折Ｘ線を全反
射ミラーに入射させて全反射させる。ここで、全反射の
臨界角は波長に比例するので、入射角を軽元素のけい光
Ｘ線の臨界角に設定することで、重元素のけい光Ｘ線の
高次線の反射が抑制されて、その強度が低下する。つま
り、バックグラウンド成分が低下する。さらに、軽元素
のけい光Ｘ線が第２の全反射スリットを通過することに
より、強度低下の少ない平行光が得られる。その結果、
第２の全反射スリットを通過後の平行光を検出すること
で、軽元素の検出精度が高められ、試料の分析精度が向
上する。
い光Ｘ線が第１の全反射スリットを通過することで強度
低下の少ない平行光となり、この平行光が人工格子に入
射されて、バックグランドのかなり低い回折Ｘ線が取り
出される。つづいて、その取り出された回折Ｘ線を全反
射ミラーに入射させて全反射させる。ここで、全反射の
臨界角は波長に比例するので、入射角を軽元素のけい光
Ｘ線の臨界角に設定することで、重元素のけい光Ｘ線の
高次線の反射が抑制されて、その強度が低下する。つま
り、バックグラウンド成分が低下する。さらに、軽元素
のけい光Ｘ線が第２の全反射スリットを通過することに
より、強度低下の少ない平行光が得られる。その結果、
第２の全反射スリットを通過後の平行光を検出すること
で、軽元素の検出精度が高められ、試料の分析精度が向
上する。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、この発明のけい光Ｘ線の分析方法を
実施するために使用する分析装置の概略構成図である。
この分析装置は、大別して、試料１に向けてＸ線（一次
Ｘ線）を照射するＸ線管２と、上記試料１で発生した二
次Ｘ線であるけい光Ｘ線を分光する全反射式分光器３
と、検出器４とから構成されている。上記試料１は、例
えば図２に示すように、シリコンウェハ１Ａの表面に、
シリカ（ＳｉＯ2 ）、りん酸化合物（Ｐ2 Ｏ5 ）および
軽元素であるボロン化合物（Ｂ2 Ｏ3 ）からなる絶縁膜
（ガラス）１Ｂを付着してなる半導体素材のように、ボ
ロンなどの軽元素を含むものである。
説明する。図１は、この発明のけい光Ｘ線の分析方法を
実施するために使用する分析装置の概略構成図である。
この分析装置は、大別して、試料１に向けてＸ線（一次
Ｘ線）を照射するＸ線管２と、上記試料１で発生した二
次Ｘ線であるけい光Ｘ線を分光する全反射式分光器３
と、検出器４とから構成されている。上記試料１は、例
えば図２に示すように、シリコンウェハ１Ａの表面に、
シリカ（ＳｉＯ2 ）、りん酸化合物（Ｐ2 Ｏ5 ）および
軽元素であるボロン化合物（Ｂ2 Ｏ3 ）からなる絶縁膜
（ガラス）１Ｂを付着してなる半導体素材のように、ボ
ロンなどの軽元素を含むものである。
【０００９】上記全反射式分光器３は、第１の全反射ス
リット５と、人工格子６と、全反射ミラー７と第２の全
反射スリット８とから構成されている。上記第１および
第２の全反射スリット５，８は、鏡面仕上げされた板材
の多数枚を積層してなり、通過するＸ線を全反射させて
平行光にする。
リット５と、人工格子６と、全反射ミラー７と第２の全
反射スリット８とから構成されている。上記第１および
第２の全反射スリット５，８は、鏡面仕上げされた板材
の多数枚を積層してなり、通過するＸ線を全反射させて
平行光にする。
【００１０】上記人工格子６は、図３に示すように、格
子面間隔を決める分光層６Ａと反射層６Ｂとを複数積合
してなり、上記第１の全反射スリット５から入射される
平行光を回折Ｘ線として取り出す。ボロンの分光に使用
する人工格子６は、例えば、炭素からなる分光層６Ａと
タングステンからなる反射層６Ｂとを用いる。なお、上
記人工格子６および全反射ミラー７の入射角は任意に可
変設定できるようになっている。
子面間隔を決める分光層６Ａと反射層６Ｂとを複数積合
してなり、上記第１の全反射スリット５から入射される
平行光を回折Ｘ線として取り出す。ボロンの分光に使用
する人工格子６は、例えば、炭素からなる分光層６Ａと
タングステンからなる反射層６Ｂとを用いる。なお、上
記人工格子６および全反射ミラー７の入射角は任意に可
変設定できるようになっている。
【００１１】つぎに、上記構成の分析装置によるけい光
Ｘ線の分析方法について説明する。Ｘ線管２から試料１
に向けてＸ線を照射すると、その試料１で発生したけい
光Ｘ線は第１の全反射スリット５を通過して平行光とな
る。このとき、けい光Ｘ線は第１の全反射スリット５で
吸収される量が少ないので、強度が高く維持される。
Ｘ線の分析方法について説明する。Ｘ線管２から試料１
に向けてＸ線を照射すると、その試料１で発生したけい
光Ｘ線は第１の全反射スリット５を通過して平行光とな
る。このとき、けい光Ｘ線は第１の全反射スリット５で
吸収される量が少ないので、強度が高く維持される。
【００１２】第１の全反射スリット５からの平行光は、
人工格子６に入射されて、回折Ｘ線が取り出される。こ
こで、試料１が上記のような半導体基材の場合、人工格
子６は、軽元素であるボロンＢの感度は高いが、波長に
対する分解能は低いことから、重元素であるけい素Ｓｉ
および酸素Ｏのけい光Ｘ線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの高次
線がボロンＢのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋαに重なったままとな
り、結局、バックグランド成分は十分に低くなっていな
い。
人工格子６に入射されて、回折Ｘ線が取り出される。こ
こで、試料１が上記のような半導体基材の場合、人工格
子６は、軽元素であるボロンＢの感度は高いが、波長に
対する分解能は低いことから、重元素であるけい素Ｓｉ
および酸素Ｏのけい光Ｘ線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの高次
線がボロンＢのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋαに重なったままとな
り、結局、バックグランド成分は十分に低くなっていな
い。
【００１３】つづいて、上記回折格子６から取り出され
た回折Ｘ線は全反射ミラー７に入射されて全反射され
る。ここで、全反射の臨界角は波長に比例するので、入
射角を軽元素であるボロンＢのけい光Ｘ線の臨界角に設
定することにより、けい素Ｓｉおよび酸素Ｏのけい光Ｘ
線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの波長の短い高次線は吸収され
る。さらに、この全反射ミラー７で反射されたけい光Ｘ
線は、吸収の少ない第２の全反射スリット８を通過し
て、平行光からなる被検出光ＰＣとして取り出され、検
出器４に入射されて、所定の元素検出が行われる。この
とき、やはり第２の全反射スリット８で吸収される量が
少ないので、けい光Ｘ線の強度が高く維持される。
た回折Ｘ線は全反射ミラー７に入射されて全反射され
る。ここで、全反射の臨界角は波長に比例するので、入
射角を軽元素であるボロンＢのけい光Ｘ線の臨界角に設
定することにより、けい素Ｓｉおよび酸素Ｏのけい光Ｘ
線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの波長の短い高次線は吸収され
る。さらに、この全反射ミラー７で反射されたけい光Ｘ
線は、吸収の少ない第２の全反射スリット８を通過し
て、平行光からなる被検出光ＰＣとして取り出され、検
出器４に入射されて、所定の元素検出が行われる。この
とき、やはり第２の全反射スリット８で吸収される量が
少ないので、けい光Ｘ線の強度が高く維持される。
【００１４】したがって、図４と図５の実線とで示すよ
うに、ボロンＢのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋαの強度が、そのバ
ックグランド成分（けい素Ｓｉおよび酸素Ｏのけい光Ｘ
線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの高次線）の強度に対して、相
対的に大きくなり、その結果、両者が明瞭に峻別される
ことになる。これにより、けい光Ｘ線強度の低いボロン
Ｂのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋαの検出精度が高められ、試料１
全体の分析精度が向上する。
うに、ボロンＢのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋαの強度が、そのバ
ックグランド成分（けい素Ｓｉおよび酸素Ｏのけい光Ｘ
線Ｓｉ−Ｋα、Ｏ−Ｋαの高次線）の強度に対して、相
対的に大きくなり、その結果、両者が明瞭に峻別される
ことになる。これにより、けい光Ｘ線強度の低いボロン
Ｂのけい光Ｘ線Ｂ−Ｋαの検出精度が高められ、試料１
全体の分析精度が向上する。
【００１５】なお、図１の人工格子６と全反射ミラー７
は、その前後関係を入れ替えて、全反射ミラー７の方を
人工格子６の前側に置いてもよい。
は、その前後関係を入れ替えて、全反射ミラー７の方を
人工格子６の前側に置いてもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、けい
光Ｘ線強度が低いボロンのような軽元素を含む試料のけ
い光Ｘ線を分析するにあたって、軽元素のけい光Ｘ線の
強度を高く維持する２つの全反射スリットと、バックグ
ランドとなる重元素のけい光Ｘ線の高次線を反射せず、
軽元素の強度を高く維持する全反射ミラーと、軽元素の
検出感度をよくして相対的に上記バックグランドを低下
させる人工格子とを組合わせることにより、ボロンなど
の軽元素をも確実に検出して、所定の分析を高精度に行
なうことができる。
光Ｘ線強度が低いボロンのような軽元素を含む試料のけ
い光Ｘ線を分析するにあたって、軽元素のけい光Ｘ線の
強度を高く維持する２つの全反射スリットと、バックグ
ランドとなる重元素のけい光Ｘ線の高次線を反射せず、
軽元素の強度を高く維持する全反射ミラーと、軽元素の
検出感度をよくして相対的に上記バックグランドを低下
させる人工格子とを組合わせることにより、ボロンなど
の軽元素をも確実に検出して、所定の分析を高精度に行
なうことができる。
【図１】この発明に係るけい光Ｘ線の分析方法の実施に
際して使用する分析装置の概略構成図である。
際して使用する分析装置の概略構成図である。
【図２】分析試料の拡大断面図である。
【図３】人工格子の概略断面図である。
【図４】ボロンのけい光Ｘ線およびけい素、酸素のけい
光Ｘ線の強度と、２θとの関係を示すグラフである。
光Ｘ線の強度と、２θとの関係を示すグラフである。
【図５】図４のＡ部の拡大図である。
１…試料、４…検出器、５…第１の全反射スリット、６
…人工格子、７…全反射ミラー、８…第２の全反射スリ
ット。
…人工格子、７…全反射ミラー、８…第２の全反射スリ
ット。
Claims (1)
- 【請求項１】 軽元素を含む試料からのけい光Ｘ線を、
第１の全反射スリットを通過させて平行光とし、これを
人工格子および全反射ミラーの一方に入射させたのち他
方に入射させて回折Ｘ線を取り出し、この回折Ｘ線を第
２の全反射スリットに入射させて平行光からなる被検出
光を取り出し、この被検出光を検出して分析するけい光
Ｘ線の分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3237200A JPH0552778A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | けい光ｘ線の分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3237200A JPH0552778A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | けい光ｘ線の分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0552778A true JPH0552778A (ja) | 1993-03-02 |
Family
ID=17011861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3237200A Pending JPH0552778A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | けい光ｘ線の分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0552778A (ja) |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3237200A patent/JPH0552778A/ja active Pending
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