JPH07286975A - 電磁波による分析装置 - Google Patents

電磁波による分析装置

Info

Publication number
JPH07286975A
JPH07286975A JP10214694A JP10214694A JPH07286975A JP H07286975 A JPH07286975 A JP H07286975A JP 10214694 A JP10214694 A JP 10214694A JP 10214694 A JP10214694 A JP 10214694A JP H07286975 A JPH07286975 A JP H07286975A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
slit
rays
analyzer
specific wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10214694A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Kojima
繁 小島
Kosuke Ryu
光佑 劉
Yoshihiro Kudo
喜弘 工藤
Seiji Kawato
清爾 川戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10214694A priority Critical patent/JPH07286975A/ja
Publication of JPH07286975A publication Critical patent/JPH07286975A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 分析されるべき対象物5に高輝度X線等の電
磁波を照射する照射手段(線源51、モノクロメータ2、
コリメータスリット3)と、この照射によって前記対象
物から発生する前記対象物に固有の電磁波(特に螢光X
線39)を検出する半導体検出器8等の検出手段とを有
し、更に、前記対象物と前記照射手段との間にスリット
40等のバックグラウンド低減手段が設けられている、電
磁波による分析装置(特に全反射螢光X線分析装置5
0)。 【効果】 バックグラウンドを十二分に減少させて検出
感度(S/N比)を向上させることができ、かつ、高輝
度の放射電磁波が使用可能となって検出感度を一層高め
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電磁波による分析装置、
特に全反射螢光X線分析装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、元素は、その吸収端エネルギー
よりも高いエネルギーの電磁波(光、X線等)を照射さ
れると、元素固有のエネルギーの電磁波を放出する。こ
の電磁波がX線の領域の場合、これを螢光X線と呼ぶ
が、この螢光X線のエネルギーと強度を測定して、元素
の同定と定量を行うことができる。この分析技術が、螢
光X線分析である。
【0003】例えば、シリコンウエハ表面に金属の汚染
元素が存在している場合、X線(励起光)をシリコンウ
エハに照射し、このウエハ表面の金属汚染元素による螢
光X線を検出器に入射させ、そのエネルギー及び強度に
よって金属汚染元素は極微量でも同定しかつ定量するこ
とができる。
【0004】こうした螢光X線分析においては、シリコ
ンウエハ表面の極微量の金属汚染元素を同定、定量する
ためには、S/N比を向上しなくてはならないので、試
料に照射される励起光が全反射される条件を用いて、そ
の散乱光強度を減少させ、ノイズを低減化する必要があ
る。即ち、全反射螢光X線分析法を実施する必要があ
る。
【0005】図7は、通常の全反射螢光X線分析法に使
用する分析装置20を示す。この分析装置20によれば、励
起光源21として回転対陰極X線源、X線封入管等が用い
られ、ここからの出射X線1より得られる励起X線10
は、モノクロメータ2、コリメータスリット3(横スリ
ット)を通して単色化(特定波長の選択)、平行化(特
定波長のX線の平行ビーム化、更にはビームサイズの決
定)され、更に、全反射条件とするために、図8のよう
に視斜角φを臨界角よりも小さな角度に設定して、真空
チェンバ6内の試料(例えばシリコンウエハ)5に照射
される。
【0006】この結果、試料5の表面にある微量な金属
汚染元素からは、元素固有のエネルギーを持った螢光X
線9が発せられる。これを、エネルギー分散型の分析で
は、半導体検出器8(SSD)により検出し、螢光X線
9のエネルギーにより元素を同定し、強度によりその量
を定量する。視斜角φの決定は、簡便に行うには、試料
5の後方に強度モニタ7(例えばイオンチェンバ)を配
し、スリット12からの全反射X線11の強度により視斜角
φをモニタする。
【0007】ところが、全反射螢光X線分析において、
通常の励起光源の場合は、上記のような配置でも、モノ
クロメータ2、コリメータスリット3からの散乱及び回
折線によるバックグラウンドは励起光源の輝度が大きく
ないので問題にはならないが、検出感度を高めようとし
て高輝度光源である放射X線1を用いた場合は、モノク
ロメータ2及びコリメータスリット3のエッジからの回
折、散乱線がバックグラウンド増加を招き、検出感度の
向上に結び付かない。
【0008】即ち、高輝度光源である放射X線を励起光
源とした場合は、線源が高輝度であるために、スリット
3等での回折や散乱がバックグラウンドの増加を引き起
こし、S/N比の改善にはならないので、期待した程の
感度向上は得られない。しかしながら、これまでの分析
装置では、モノクロメータ2は励起X線のエネルギーを
決めるために、また、コリメータスリット3は平行ビー
ムを得て視斜角を正確に決めたりモノクロメータ2から
の散乱を除いたりするために組み込まれた部品である
が、コリメータスリット3自身からのバックグラウンド
の増加への寄与があり、上記した如きバックグラウンド
に対する対策は講じられていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した如きバックグラウンドを十二分に減少させて検出感
度(S/N比)を向上させることができ、かつ、高輝度
の放射電磁波が使用可能となって検出感度を一層高める
ことができる、X線等の電磁波による分析装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、分析さ
れるべき対象物(例えばシリコンウエハ等の試料)に電
磁波(特に高輝度の放射X線)を照射する照射手段と、
この照射によって前記対象物から発生する前記対象物に
固有の電磁波(特に螢光X線)を検出する検出手段とを
有し、更に、前記対象物と前記照射手段との間にバック
グラウンド低減手段が設けられている、電磁波による分
析装置に係るものである。
【0011】本発明によるこの分析装置においては、上
記の照射手段は、具体的には、高輝度の放射X線を発生
させる線源と、前記放射X線から高輝度の特定波長のX
線を選択するモノクロメータと、このモノクロメータか
らの高輝度の特定波長のX線を平行ビームとするコリメ
ータとからなっている。
【0012】そして、上記の対象物を収容しかつ前記コ
リメータからの高輝度の特定波長のX線を受入れて前記
対象物に入射させる真空チェンバ内において前記対象物
の前位にバックグラウンド低減用のスリットが配置さ
れ、このスリットを通して前記高輝度の特定波長のX線
が前記対象物に導かれると共に、この対象物から発生す
る螢光X線が検出器に入射するように構成することがで
きる。
【0013】上記のバックグラウンド低減用のスリット
は、対象物の直前数mm程度の位置に配置されているこ
と、また、そのスリット幅は20μm〜100 μmであるこ
とが望ましい。
【0014】また、上記の対象物に入射した高輝度の特
定波長のX線(特に全反射X線)が強度モニタに入射
し、前記特定波長のX線に対する前記対象物の視斜角が
モニタされるようにし、全反射螢光X線分析装置として
構成するのが望ましい。
【0015】本発明の分析装置によれば、上記のスリッ
トの如きバックグラウンド低減手段を対象物と電磁波照
射手段との間に設けているので、上記の如くにモノクロ
メータの直後に配されるコリメータによる散乱を効果的
に除去して、バックグラウンドを十二分に減少させ、検
出感度(S/N比)を向上させることができる。しかも
これによって、高輝度の放射電磁波を励起ビームとして
使用可能となって検出感度を一層高めることができ、特
に全反射螢光X線分析の利点を十二分に生かすことがで
きる。
【0016】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【0017】図1〜図5は、本発明を全反射螢光X線分
析装置に適用した第1の実施例を示すものである。
【0018】本実施例による全反射螢光X線分析装置50
の注目すべき構成は、図7及び図8に示した従来装置に
比べて、図1及び図2に示すように、真空チェンバ6内
に配置された試料5(例えばシリコンウエハ)の直前に
バックグラウンド低減用の20μm〜100 μm幅のスリッ
ト40(縦スリット)を設置していることである。
【0019】即ち、試料5の直前にスリット40を設置す
ることによって、励起線源51として高輝度の放射X線31
を励起X線30として用いるとき、真空チェンバ6の前方
に配したモノクロメータ2及びコリメータスリット3
(横スリット)による既述した散乱線が試料5に入射す
ることを大幅に減少させることができる。この結果、バ
ックグラウンドを十二分に減少させ、半導体検出器8に
よって試料5からの螢光X線39を高S/N比で検出で
き、その検出感度を向上させることができる。
【0020】この放射X線の輝度はX線エネルギーによ
って異なるが、例えば1×109 個/秒/mm2 以上とする
ことが望ましい。
【0021】従って、本実施例による分析装置は、放射
X線を使用し、全反射螢光X線分析のもつ優れた利点を
十二分に生かすことが可能となる。
【0022】本実施例による分析装置において、バック
グラウンド低減用のスリット40のスリット幅は、狭い方
がバックグラウンド低減の効果が大きいために望ましい
が、励起X線30の輝度や試料5(例えばシリコンウエ
ハ)の反りを考慮すると、20μmから100 μmが望まし
く、試料5が5インチウエハの場合、励起X線30の試料
5への視斜角が0.05度以下のときは測定時間も考慮する
と、スリット幅は50μmとするのが一層望ましい。ま
た、スリット40の挿入位置は、試料5の直前(ウエハの
端)から数mm程度の位置であるのが望ましい。
【0023】なお、上記において、試料5から全反射さ
れたX線41は、スリット12を通して強度モニタ7(例え
ばイオンチェンバ:シンチレーションカウンタ)に入射
し、既述したと同様に試料5の視斜角がモニタされる。
その他、半導体検出器8をはじめ、分析装置の各構成部
品は公知のものを使用している。真空チェンバ6内の真
空度は1Pa以下とする。
【0024】次に、本実施例による分析装置を使用した
実際の分析データについて説明する。
【0025】図3は、バックグラウンド低減用のスリッ
ト40が試料5の直前に挿入されておらず、単に半導体検
出器8にバックグラウンド低減のためにキャップを装着
した場合、検出感度は、およそ10の10乗から10の11乗at
oms/平方cmが限界となることを示している。
【0026】これに対し、本発明に基いてバックグラウ
ンド低減用スリット40を試料5の直前に挿入することに
よって、図4のように、検出感度が10の9乗atoms/平方
cmオーダに改善された。
【0027】また、スリット40のスリット幅について
は、図5に示すように、種々のスリット幅のスリット40
を使用した結果、20μm〜100 μmのスリット幅で試料
5の表面の元素(Fe等)の検出を低バックグラウンド
で行うことができることが分かった。
【0028】図6は、本発明を全反射螢光X線分析装置
に適用した第2の実施例を示すものである。
【0029】この実施例では、図1に示した実施例とは
異なり、モノクロメータ2及びコリメータスリット3と
試料5との距離が大きい場合、バックグラウンド低減用
のスリット40を真空チェンバ6の外部においてコリメー
タスリット3の後位に配置している。
【0030】このようにスリット40を配置しても、コリ
メータスリット3の回折、散乱による散乱線が真空チェ
ンバ6内(即ち、試料5上)へ入射することを抑制する
ことができるため、上記した第1の実施例で述べた如き
バックグラウンド低減効果を得ることができる。また、
スリット40を真空チェンバ6の外部に設けるため、その
配置が容易となる。
【0031】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。
【0032】例えば、バックグラウンド低減手段とし
て、上述したスリット40に限らず、ソーラースリット等
の如き他の手段を使用してもよい。また、その配置も上
述した位置以外であってよい。
【0033】また、検出手段も半導体検出器の如きエネ
ルギー分散型のみならず、分光器(例えばアナライザー
結晶分光器)を用いる波長分散型であってよい。
【0034】また、本発明による分析装置は、シリコン
ウエハをはじめ、種々の対象物の分析に使用可能であっ
て、非破壊分析を行う上で有用である。
【0035】
【発明の作用効果】本発明は上述した如く、スリットの
如きバックグラウンド低減手段を対象物と電磁波照射手
段との間に設けているので、モノクロメータの直後に配
されるコリメータによる散乱を効果的に除去して、バッ
クグラウンドを十二分に減少させ、検出感度(S/N
比)を向上させることができる。しかも、これによっ
て、高輝度の放射電磁波を励起ビームとして使用可能と
なって検出感度を一層高めることができ、特に全反射螢
光X線分析の利点を十二分に生かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による全反射螢光X線分
析装置の概略断面図である。
【図2】同分析装置の要部の平面図である。
【図3】本発明に基づかない全反射螢光X線分析による
スペクトル図である。
【図4】本発明に基づく全反射螢光X線分析によるスペ
クトル図である。
【図5】本発明に基づく全反射螢光X線分析においてバ
ックグラウンド低減用のスリットのスリット幅を変化さ
せた場合の各スペクトル図である。
【図6】本発明の第2の実施例による全反射螢光X線分
析装置の概略断面図である。
【図7】従来の全反射螢光X線分析装置の概略断面図で
ある。
【図8】同分析装置の要部の平面図である。
【符号の説明】
1・・・出射X線 2・・・モノクロメータ 3・・・コリメータスリット 5・・・試料 6・・・真空チェンバ 7・・・強度モニタ 8・・・半導体検出器 9、39・・・螢光X線 10、30・・・励起X線 11、41・・・全反射X線 12・・・スリット 20、50・・・全反射螢光X線分析装置 21・・・励起光源 31・・・放射X線 40・・・バックグラウンド低減用スリット 51・・・励起線源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川戸 清爾 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分析されるべき対象物に電磁波を照射す
    る照射手段と、この照射によって前記対象物から発生す
    る前記対象物に固有の電磁波を検出する検出手段とを有
    し、更に、前記対象物と前記照射手段との間にバックグ
    ラウンド低減手段が設けられている、電磁波による分析
    装置。
  2. 【請求項2】 照射手段が、高輝度の放射X線を発生さ
    せる線源と、前記放射X線から高輝度の特定波長のX線
    を選択するモノクロメータと、このモノクロメータから
    の高輝度の特定波長のX線を平行ビームとするコリメー
    タとからなり、対象物を収容しかつ前記コリメータから
    の高輝度の特定波長のX線を受入れて前記対象物に入射
    させる真空チェンバ内において前記対象物の前位にバッ
    クグラウンド低減用のスリットが配置され、このスリッ
    トを通して前記高輝度の特定波長のX線が前記対象物に
    導かれると共に、この対象物から発生する螢光X線が検
    出器に入射するように構成された、、請求項1に記載し
    た分析装置。
  3. 【請求項3】 バックグラウンド低減用のスリットのス
    リット幅が20μm〜100μmである、請求項2に記載し
    た分析装置。
  4. 【請求項4】 バックグラウンド低減用のスリットが対
    象物の直前数mm程度の位置に配置されている、請求項2
    又は3に記載した分析装置。
  5. 【請求項5】 対象物に入射した高輝度の特定波長の反
    射X線が強度モニタに入射し、前記特定波長のX線に対
    する前記対象物の視斜角がモニタされる、請求項2〜4
    のいずれか1項に記載した分析装置。
  6. 【請求項6】 全反射螢光X線分析装置として構成され
    た、請求項1〜5のいずれか1項に記載した分析装置。
JP10214694A 1994-04-15 1994-04-15 電磁波による分析装置 Pending JPH07286975A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10214694A JPH07286975A (ja) 1994-04-15 1994-04-15 電磁波による分析装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10214694A JPH07286975A (ja) 1994-04-15 1994-04-15 電磁波による分析装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07286975A true JPH07286975A (ja) 1995-10-31

Family

ID=14319614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10214694A Pending JPH07286975A (ja) 1994-04-15 1994-04-15 電磁波による分析装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07286975A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4724662B2 (ja) パターン化された表面の分析のための開口マスクを備えるx線蛍光システム
US5778039A (en) Method and apparatus for the detection of light elements on the surface of a semiconductor substrate using x-ray fluorescence (XRF)
RU2339974C2 (ru) Волновая дисперсивная рентгенофлуоресцентная система с использованием фокусирующей оптики для возбуждения и фокусирующий монохроматор для собирания
US20150355116A1 (en) Wavelength dispersive crystal spectrometer, a xray fluorescence device and a method therein
JP4015022B2 (ja) X線蛍光分析器
US6442236B1 (en) X-ray analysis
US3663812A (en) X-ray spectrographic means having fixed analyzing and detecting means
Antonello et al. Detection of Cherenkov light emission in liquid argon
Kunimura et al. A portable total reflection X-ray fluorescence spectrometer with a diamond-like carbon coated X-ray reflector
US6577705B1 (en) Combinatorial material analysis using X-ray capillary optics
KR20160067527A (ko) 미세패턴 측정용 Micro-XRF 장치 및 방법
US6479818B1 (en) Application of x-ray optics to energy dispersive spectroscopy
Rémond et al. Decomposition of wavelength dispersive X-ray spectra
Streli et al. Total reflection X-ray fluorescence analysis of light elements using synchrotron radiation
US20240044821A1 (en) Combined xrf analysis device
Liu et al. Multi-element analysis by portable total reflection X-ray fluorescence spectrometer
JPH07286975A (ja) 電磁波による分析装置
JP2001235437A (ja) 全反射蛍光x線分析装置
EP0697109B1 (en) X-ray spectrometer with a grazing take-off angle
Jaklevic et al. Quantitative X-ray fluorescence analysis using monochromatic synchrotron radiation
JP3755034B2 (ja) 全反射蛍光x線分析法およびその装置
CN108802081B (zh) X射线荧光(xrf)光谱分析系统和方法
US6393093B2 (en) X-ray analysis apparatus with an X-ray detector in the form of a CCD array
JPH0627056A (ja) 物質組成及び構造分析方法
CN102680506A (zh) 一种薄样掠射x射线荧光光谱分析方法