JPH06331573A - 2結晶法によるx線トポグラフィ装置及び該装置を用いたx線回折写真撮影方法 - Google Patents

2結晶法によるx線トポグラフィ装置及び該装置を用いたx線回折写真撮影方法

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JPH06331573A
JPH06331573A JP5145563A JP14556393A JPH06331573A JP H06331573 A JPH06331573 A JP H06331573A JP 5145563 A JP5145563 A JP 5145563A JP 14556393 A JP14556393 A JP 14556393A JP H06331573 A JPH06331573 A JP H06331573A
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JP
Japan
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crystal
diffraction
ray
incident
single crystal
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Application number
JP5145563A
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Inventor
Kazuto Yamazawa
和人 山沢
Katsumi Kawasaki
克巳 川嵜
Yoshikazu Narumiya
義和 成宮
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TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、反りや結晶格子面の湾曲等がある
試料に対してもその全面の結晶状態を測定することがで
きる2結晶法によるX線トポグラフィ装置を提供する。 【構成】 本発明は、X線源2からの幅の有るX線束を
単結晶3で回折させ、この単結晶3からの幅の有る回折
線を試料としての結晶4の各測定位置に入射し、結晶4
の各測定位置からの回折線を撮影手段7により撮影し結
晶4の結晶状態を測定する2結晶法によるX線トポグラ
フィ装置1において、前記結晶4に対する前記回折線の
各入射位置各々についてブラッグの回折条件を満足させ
る回折条件設定手段10を設けた。この構成により上記
目的を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2結晶法によるX線ト
ポグラフィ装置及び該装置を用いたX線回折写真撮影方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の2結晶法によるX線トポグラフィ
装置30は、図5に示すようにX線源21からの幅の有
るX線束(例えば、CuKα線の束)をSi結晶のよう
な高品質の単結晶22で回折させ、この単結晶22から
のブラッグの回折条件を満たした幅の有る回折線を試料
としての結晶23の各測定位置に入射し、この結晶23
の各測定位置からの回折線を撮影手段のX線フィルム2
4面に撮影し結晶23の結晶状態を求めるようになって
いる。
【0003】前記結晶23は前記単結晶22にからの回
折線に対してやはりブラッグの回折条件を満たすように
配置され、かつ、結晶23及びX線フィルム24は図示
しない駆動手段により矢印方向に各々駆動され、これに
より、前記結晶23の入射面全体の結晶状態をX線フィ
ルム24に撮影できるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したX線トポグラ
フィ装置30の場合、前記単結晶22からのブラッグの
回折条件を満たした回折線は、X線源21からのX線に
比べ非常に鋭い波長特性を有しており、このため、前記
結晶23において僅かにブラッグの回折条件から外れた
だけでも回折を起こさなくなる。従って、結晶23にお
ける格子歪等微小な欠陥をもX線フィルム24面にとら
えることができる。
【0005】しかしながら、上述したX線トポグラフィ
装置30の場合、前記結晶23に対する前記回折線の入
射角θ0 が予め一定に固定されたままであるため、この
結晶23に反りが有ったり、結晶格子面の湾曲が有った
りすると、測定位置の変動に伴いその位置によってはブ
ラッグの回折条件を満たさなくなり、この結果、結晶2
3全体に亘る測定ができなくなるという問題がある。
【0006】即ち、図6から明らかなように、僅かな反
りのため結晶23の中心部以外の結晶状態の測定が不可
能になってしまう。結晶23の中心位置で回折条件を合
わせると、約0.3mmの幅の像しか得られない。
【0007】また、例えば、前記結晶23の中心位置か
ら1mmずらすと、約320秒のずれを生じ、1mmず
れた位置で約0.3mmの幅の像は得られるが、結晶2
3の中心位置での像が得られなくなってしまう。
【0008】そこで、本発明は、構成を改良し、反りや
結晶格子面の湾曲等がある試料に対してもその全面の結
晶状態を測定することができる2結晶法によるX線トポ
グラフィ装置及び該装置を用いたX線回折写真撮影方法
を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
X線源からの幅の有るX線束を単結晶で回折させ、この
単結晶からの幅の有る回折線を試料としての結晶の各測
定位置に入射し、この結晶の各測定位置からの回折線を
撮影手段により撮影し結晶の結晶状態を測定する2結晶
法によるX線トポグラフィ装置において、前記結晶に対
する前記回折線の各入射位置各々についてブラッグの回
折条件を満足させる回折条件設定手段を設けたものであ
る。
【0010】尚、ここでいう結晶状態とは、結晶中に格
子歪等の微小な欠陥がどの程度存在するかの状態を表す
ものとする。
【0011】請求項2記載の発明は、前記回折条件設定
手段を、前記結晶に対する前記回折線の各入射位置毎に
この結晶の角度をブラッグの回折条件を満たす角度とす
る構成とした。
【0012】請求項3記載の発明は、前記回折条件設定
手段を、前記X線源及び単結晶の前記結晶に対する相対
位置を変更してこの結晶の各入射位置でのブラッグの回
折条件を満足させる構成とした。
【0013】請求項4記載のX線回折写真撮影方法は、
X線源からの幅の有るX線束を単結晶で回折させ、この
単結晶からの幅の有る回折線を試料としての結晶の各測
定位置に入射し、回折条件設定手段により前記結晶に対
する前記回折線の各入射位置各々についてブラッグの回
折条件を満足させて、前記結晶の各測定位置からの回折
線を撮影手段により撮影し結晶の結晶状態を測定するも
のである。
【0014】
【作用】上述した構成の各発明の作用を以下に説明す
る。
【0015】請求項1記載のX線トポグラフィ装置にお
いて、X線源からの幅の有るX線束は単結晶で回折し、
この単結晶から幅の有る回折線が試料としての結晶の各
測定位置に入射するが、このとき、回折条件設定手段は
前記結晶に対する前記回折線の各入射位置各々について
ブラッグの回折条件を満足させる。これにより、前記結
晶の各測定位置各々からブラッグの回折条件を満足する
回折線が撮影手段に入射することになり、前記結晶の各
測定位置すべてに亘って結晶状態を測定することが可能
となる。
【0016】請求項2記載のX線トポグラフィ装置によ
れば、前記回折条件設定手段により、前記結晶に対する
前記回折線の各入射位置毎にこの結晶の角度をブラッグ
の回折条件を満たす角度とする構成としたので、前記結
晶の回折線の各入射位置に応じた角度がその都度ブラッ
グの回折条件を満足するように変わり、これにより、前
記結晶の各測定位置すべてに亘って結晶状態を測定する
ことが可能となる。
【0017】請求項3記載のX線トポグラフィ装置によ
れば、前記回折条件設定手段により、前記X線源及び単
結晶の前記結晶に対する相対位置を変更してこの結晶の
各入射位置でのブラッグの回折条件を満足させる構成と
したので、やはり前記結晶の回折線の各入射位置毎にブ
ラッグの回折条件を満足させることができ、これによ
り、前記結晶の各測定位置すべてに亘って結晶状態を測
定することが可能となる。
【0018】請求項4記載のX線回折写真撮影方法によ
れば、X線源からの幅の有るX線束を単結晶で回折さ
せ、この単結晶からの幅の有る回折線を試料としての結
晶の各測定位置に入射し、回折条件設定手段により前記
結晶に対する前記回折線の各入射位置各々についてブラ
ッグの回折条件を満足させて、前記結晶の各測定位置か
らの回折線を撮影手段により撮影し結晶の結晶状態を測
定するようにしたので、自動的に結晶の各測定位置全て
に亘って結晶状態を測定することが可能となる。
【0019】
【実施例】以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0020】図1に示す2結晶法によるX線トポグラフ
ィ装置1は、X線源2からの幅の有るX線束(例えば、
CuKα線の束)をSi単結晶(4,0,0)のような
高品質の単結晶3で回折させ、この単結晶3からのブラ
ッグの回折条件を満たした幅の有る回折線を、試料とし
ての結晶4の各測定位置に入射し、この結晶4の各測定
位置からの回折線を撮影手段6のX線フィルム(又は乾
板)7面に撮影し前記結晶4のX線入射面の結晶状態を
測定するようになっている。
【0021】前記結晶4は、液晶エピタキシャル(LP
E)法によりCa,Mg,Zr添加GGG(ガドリニウ
ム・ガリウム・ガーネット)単結晶基板上にエピィタキ
ィシャル成長させたBi置換磁性ガーネット単結晶膜を
用い、(880)回折線が得られるように配置する。
【0022】尚、図1中、11は、前記結晶4とX線フ
ィルム7との間に配置した結晶4からの回折線がX線フ
ィルム7の面の他の領域に入射することを防ぐスリット
である。
【0023】前記X線トポグラフィ装置1は、さらに、
前記結晶4に対する前記回折線の各入射位置各々につい
てブラッグの回折条件を満足させる回折条件設定手段1
0を具備している。
【0024】この回折条件設定手段10は、全体の制御
を行う制御部12と、この制御部12の制御の基に前記
スリット11を矢印方向に往復駆動するスリット駆動部
8と、制御部12の制御の基に前記結晶4をスリット1
1の変位に連動して矢印方向に往復駆動するとともに、
結晶4に対する前記単結晶3からの回折線の各入射位置
各々についてブラッグの回折条件を満足させるように、
即ち、前記回折線の結晶4に対する入射角がθ0 となる
ように、この結晶4をα,β方向に回動駆動する試料駆
動部9と、前記結晶4に対する回折線の入射位置(A0
,A1 ,A2 …)を基に各入射位置におけるブラッグ
の回折条件を満足する入射角を演算する演算部13と、
この各入射位置及び各入射位置におけるブラッグの回折
条件を満足する入射角を記憶する記憶部14とを具備し
ている。
【0025】次に、上述した構成の2結晶法によるX線
トポグラフィ装置1を用いたX線回折写真撮影方法につ
いて図2,図3をも参照して説明する。
【0026】まず、図1に示すようにX線源2,単結晶
3,結晶4,スリット11及び撮影手段6のX線フィル
ム7を配置する。このときの単結晶3からの回折線の入
射位置をA1 とする。
【0027】この状態で、前記演算部13は、試料駆動
部9を制御する制御部12の制御の基に入射位置A0 に
おけるブラッグの回折条件を満足する入射角θ0 を求
め、演算結果を制御部12に送る。
【0028】これにより、制御部12の制御の基に入射
位置A0 ,入射角θ0 の情報が記憶部14に記憶され
る。
【0029】次に、前記制御部12の制御の基に前記ス
リット駆動部8,試料駆動部9を動作させ、前記スリッ
ト11及び前記結晶4を図2に示す矢印方向に移動させ
て結晶4における前記単結晶3からの回折線の入射位置
をA1 とする。
【0030】同時に前記演算部13は、試料駆動部9を
制御する制御部12の制御の基に入射位置A1 における
ブラッグの回折条件を満足する入射角θ1 を求め、演算
結果を制御部12に送る。
【0031】これにより、制御部12の制御の基に入射
位置A1 ,入射角θ1 の情報が記憶部14に記憶され
る。
【0032】さらに、前記制御部12の制御の基に前記
スリット駆動部8,試料駆動部9を動作させ、前記スリ
ット11及び結晶4を図3に示す矢印方向に移動させて
結晶4における単結晶3からの回折線の入射位置をA2
とする。
【0033】同時に前記演算部13は、試料駆動部9を
制御する制御部12の制御の基に入射位置A2 における
ブラッグの回折条件を満足する入射角θ2 を求め、演算
結果を制御部12に送る。
【0034】これにより、制御部12の制御の基に入射
位置A2 ,入射角θ2 の情報が記憶部14に記憶され
る。
【0035】このようにして、前記スリット11及び結
晶4のX線フィルム7に対する相対位置を変えながら各
入射位置A0 ,A1 ,A2 におけるブラッグの回折条件
を満足する入射角θ0 ,θ1 ,θ2 を求め、これらを記
憶部14に記憶した後、前記スリット駆動部8,試料駆
動部9を動作させてスリット11を移動させ同時に結晶
4の移動と回動を行って、各入射位置A0 ,A1 ,A2
における結晶4への入射角θ0 ,θ1 ,θ2 の条件の基
に前記撮影手段6のX線フィルム7に対して結晶4の結
晶状態の写真撮影を行う。
【0036】これにより、仮に、前記結晶4に反りや格
子面の湾曲等があっても、自動的にこの結晶4の各測定
位置全てに亘って結晶状態を正確に測定することが可能
となる。
【0037】(実験例)上述のような方法により、前記
結晶4の各測定位置A+4乃至A-6について最適な入射角
を測定した。この測定結果を表1に示す。
【0038】
【表1】 尚、表1において、測定位置=0は、前記結晶4の中央
位置を示し、符号+,−は測定位置=0からの変位を示
す。
【0039】表1に示す結果から、入射角θと測定位置
A+4乃至A-6との間に以下の関係式があることを見い出
した。
【0040】(数1) θ=−0.0232×(測定位置=0からの変位)+80.7980 (deg) 数1の関係式に従って下記の測定条件で撮影を行った。
【0041】測定範囲 +5.
0mm乃至−7.5mm ステップ間隔 0.1mm 撮影手段6の露出時間 5(分/ステップ) また、上述した実験により撮影した結果を図4に示す。
【0042】図4から明らかなように、結晶4の全面に
亘り一定の濃度X線回折像を得ることができた。
【0043】本発明は、上述した実施例に限定されるも
のではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。
【0044】例えば、上述した実施例では、試料をスリ
ットとともに移動し、かつ、試料を回動する場合につい
て説明したが、X線源及び単結晶の相対位置を一定とし
たまま、これらを結晶に対して移動し、結晶における各
入射位置での回折線の入射角をブラックの回折条件を満
たすようにしても実施できる。
【0045】また、スリットを移動するとともに前記結
晶の角度を変えるようにしても実施可能である。
【0046】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、以下の効
果を奏する。
【0047】請求項1記載の発明によれば、上述した構
成としたので、結晶の各測定位置各々からブラッグの回
折条件を満足する回折線が撮影手段に入射することにな
り、この結晶の各測定位置すべてに亘って結晶状態を測
定することが可能なX線トポグラフィ装置を提供するこ
とができる。
【0048】請求項2記載の発明によれば、結晶の回折
線の各入射位置に応じた角度がその都度ブラッグの回折
条件を満足するように変わり、これにより、この結晶の
各測定位置すべてに亘って結晶状態を測定することが可
能なX線トポグラフィ装置を提供することができる。
【0049】請求項3記載の発明によれば、X線源及び
単結晶の結晶に対する相対位置を変更することで、結晶
の各測定位置すべてに亘って結晶状態を測定することが
可能なX線トポグラフィ装置を提供することができる。
【0050】請求項4記載の発明によれば、自動的に結
晶の各測定位置全てに亘って結晶状態を測定することが
可能なX線回折写真撮影方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例装置の概略構成図
【図2】本発明の実施例装置の動作説明図
【図3】本発明の実施例装置の動作説明図
【図4】本発明の実施例装置により撮影した試料のX線
回折写真
【図5】従来装置の概略構成図
【図6】従来装置により撮影した試料のX線回折写真
【符号の説明】
1 X線トポグラフィ装置 2 X線源 3 単結晶 4 結晶 6 X線フィルム 7 撮影手段 10 回折条件設定手段
【手続補正書】
【提出日】平成5年10月25日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】 本発明の実施例装置により撮影した
試料のX線写真
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】 従来装置により撮影した試料のX線
写真

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X線源からの幅の有るX線束を単結晶で
    回折させ、この単結晶からの幅の有る回折線を試料とし
    ての結晶の各測定位置に入射し、前記結晶の各測定位置
    からの回折線を撮影手段により撮影しこの結晶の結晶状
    態を測定する2結晶法によるX線トポグラフィ装置にお
    いて、前記単結晶に対する前記回折線の各入射位置各々
    についてブラッグの回折条件を満足させる回折条件設定
    手段を設けたことを特徴とする2結晶法によるX線トポ
    グラフィ装置。
  2. 【請求項2】 前記回折条件設定手段は、前記結晶に対
    する前記回折線の各入射位置毎にこの結晶の角度をブラ
    ッグの回折条件を満たす角度とするものである請求項1
    記載の2結晶法によるX線トポグラフィ装置。
  3. 【請求項3】 前記回折条件設定手段は、前記X線源及
    び前記単結晶の前記結晶に対する相対位置を変更してこ
    の結晶の各入射位置でのブラッグの回折条件を満足させ
    るものである請求項1記載の2結晶法によるX線トポグ
    ラフィ装置。
  4. 【請求項4】 X線源からの幅の有るX線束を単結晶で
    回折させ、この単結晶からの幅の有る回折線を試料とし
    ての結晶の各測定位置に入射し、回折条件設定手段によ
    り前記結晶に対する前記回折線の各入射位置各々につい
    てブラッグの回折条件を満足させて、この結晶の各測定
    位置からの回折線を撮影手段により撮影し結晶の結晶状
    態を測定するX線回折写真撮影方法。
JP5145563A 1993-05-25 1993-05-25 2結晶法によるx線トポグラフィ装置及び該装置を用いたx線回折写真撮影方法 Pending JPH06331573A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047262A (ja) * 2004-07-08 2006-02-16 Fuji Electric Holdings Co Ltd X線画像再構成装置
US11703465B2 (en) 2020-09-02 2023-07-18 Kioxia Corporation Apparatus for inspecting semiconductor device and method for inspecting semiconductor device

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Date Code Title Description
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Effective date: 20020122