JPH08184572A - 全反射ｘ線分析装置 - Google Patents
全反射ｘ線分析装置Info
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- JPH08184572A JPH08184572A JP7000012A JP1295A JPH08184572A JP H08184572 A JPH08184572 A JP H08184572A JP 7000012 A JP7000012 A JP 7000012A JP 1295 A JP1295 A JP 1295A JP H08184572 A JPH08184572 A JP H08184572A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】試料ごとに最も解析精度が高くなるようにＸ線
入射角度を決定し、Ｘ線入射角度を任意に設定する。ま
た、測定装置を真空排気手段を有する真空容器内に納
め、入射角設定機構を真空容器内の真空度を維持しつ
つ、真空容器外から操作する。 【効果】Ｘ線の反射率によってＸ線吸収微細構造を測定
する際、試料の種類に応じて最も解析精度の高い反射角
を自動的に決定することが可能となり、電子ビーム励起
型のＸ線発生装置を用いた場合でも、短時間で高Ｓ／Ｎ
で珪素の様な軽元素の測定が可能である。
入射角度を決定し、Ｘ線入射角度を任意に設定する。ま
た、測定装置を真空排気手段を有する真空容器内に納
め、入射角設定機構を真空容器内の真空度を維持しつ
つ、真空容器外から操作する。 【効果】Ｘ線の反射率によってＸ線吸収微細構造を測定
する際、試料の種類に応じて最も解析精度の高い反射角
を自動的に決定することが可能となり、電子ビーム励起
型のＸ線発生装置を用いた場合でも、短時間で高Ｓ／Ｎ
で珪素の様な軽元素の測定が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子など電子装置
を構成する薄膜の原子レベルの構造を解析するためのＸ
線分析装置に係り、特に、基板上に形成された非晶質薄
膜の表面及び界面の構造を解析するために好適なＸ線吸
収微細構造測定装置に関する。
を構成する薄膜の原子レベルの構造を解析するためのＸ
線分析装置に係り、特に、基板上に形成された非晶質薄
膜の表面及び界面の構造を解析するために好適なＸ線吸
収微細構造測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術では、例えば、電子ビーム励
起型の回転対陰極Ｘ線発生装置を用いて、基板上に成膜
した薄膜試料のＸ線吸収微細スペクトルの測定を行う場
合、例えば、Ｘ線吸収微細構造・ＸＡＦＳの測定と解
析、日本分光学会測定法シリーズ２６、１１３頁〜１１
８頁に記載されているように、Ｘ線発生装置から出射し
た白色Ｘ線を湾曲型分光結晶を用いて単色化及び集光化
して試料に入射し、試料からの蛍光Ｘ線収率のエネルギ
依存性を計測する蛍光法によって行っていた。
起型の回転対陰極Ｘ線発生装置を用いて、基板上に成膜
した薄膜試料のＸ線吸収微細スペクトルの測定を行う場
合、例えば、Ｘ線吸収微細構造・ＸＡＦＳの測定と解
析、日本分光学会測定法シリーズ２６、１１３頁〜１１
８頁に記載されているように、Ｘ線発生装置から出射し
た白色Ｘ線を湾曲型分光結晶を用いて単色化及び集光化
して試料に入射し、試料からの蛍光Ｘ線収率のエネルギ
依存性を計測する蛍光法によって行っていた。
【０００３】また、例えばジャーナル・オブ・スタティ
スティカル・フィジックス第５８巻４１５頁〜４２４頁
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ ５８，４１５−４２４，１９８０）に記
載のあるＧ．Ｍａｒｔｅｎｓ他著の”全反射法による表
面領域でのＥＸＡＦＳの研究”（ＥＸＡＦＳ Ｓｔｕｄ
ｉｅｓ ｏｎ Ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ Ｒｅｇｉｏｎ
ｓ ｂｙ Ｍｅａｎｓｏｆ Ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃ
ｔｉｏｎ）では、試料に入射したＸ線が全反射現象を生
じるような全反射臨界角より小さい角度に入射角を固定
し、入射Ｘ線のエネルギを連続的に走査しながら、入射
Ｘ線強度検出器及び反射Ｘ線強度検出器により反射率を
計測し、反射率のエネルギ依存性によってＸ線吸収微細
構造の測定を行っていた。また測定試料の膜厚、試料構
成元素などによって、測定効率のよいＸ線入射角度が変
わるため、１試料について、複数のＸ線入射角度でＸ線
吸収微細構造の測定を行っていた。
スティカル・フィジックス第５８巻４１５頁〜４２４頁
（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ Ｐ
ｈｙｓｉｃｓ ５８，４１５−４２４，１９８０）に記
載のあるＧ．Ｍａｒｔｅｎｓ他著の”全反射法による表
面領域でのＥＸＡＦＳの研究”（ＥＸＡＦＳ Ｓｔｕｄ
ｉｅｓ ｏｎ Ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ Ｒｅｇｉｏｎ
ｓ ｂｙ Ｍｅａｎｓｏｆ Ｔｏｔａｌ ｒｅｆｌｅｃ
ｔｉｏｎ）では、試料に入射したＸ線が全反射現象を生
じるような全反射臨界角より小さい角度に入射角を固定
し、入射Ｘ線のエネルギを連続的に走査しながら、入射
Ｘ線強度検出器及び反射Ｘ線強度検出器により反射率を
計測し、反射率のエネルギ依存性によってＸ線吸収微細
構造の測定を行っていた。また測定試料の膜厚、試料構
成元素などによって、測定効率のよいＸ線入射角度が変
わるため、１試料について、複数のＸ線入射角度でＸ線
吸収微細構造の測定を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】例えば電子ビーム励起
型のＸ線発生装置を用いて、基板上に成膜した、例え
ば、珪素のような軽元素の蛍光Ｘ線吸収微細構造を測定
する場合、高Ｓ／Ｎな測定をするためには１日〜１週間
の測定が必要であった。また従来例の反射率のエネルギ
依存性によってＸ線吸収微細構造の測定を行なえば、一
つのＸ線入射角度あたりの測定時間は蛍光法による測定
の少なくとも十分の一程度になるが、Ｘ線入射角度を５
〜１０回程度変更して測定を行わなければならないた
め、総測定時間は少なくとも１日程度要する。従って、
時間効率や装置の安定性からも実用的ではなかった。
型のＸ線発生装置を用いて、基板上に成膜した、例え
ば、珪素のような軽元素の蛍光Ｘ線吸収微細構造を測定
する場合、高Ｓ／Ｎな測定をするためには１日〜１週間
の測定が必要であった。また従来例の反射率のエネルギ
依存性によってＸ線吸収微細構造の測定を行なえば、一
つのＸ線入射角度あたりの測定時間は蛍光法による測定
の少なくとも十分の一程度になるが、Ｘ線入射角度を５
〜１０回程度変更して測定を行わなければならないた
め、総測定時間は少なくとも１日程度要する。従って、
時間効率や装置の安定性からも実用的ではなかった。
【０００５】一方、放射光などの強力なＸ線源を用いれ
ば、時間効率や装置の安定性等の問題は解消するが、放
射光施設の地理的条件やマシンタイム等の利用効率の問
題があり、多量の試料を即座に測定するには、実験室で
簡単に測定のできる、例えば、電子ビーム励起型のＸ線
発生装置を用いたＸ線吸収微細構造の測定装置が必要で
あった。
ば、時間効率や装置の安定性等の問題は解消するが、放
射光施設の地理的条件やマシンタイム等の利用効率の問
題があり、多量の試料を即座に測定するには、実験室で
簡単に測定のできる、例えば、電子ビーム励起型のＸ線
発生装置を用いたＸ線吸収微細構造の測定装置が必要で
あった。
【０００６】本発明の目的は、電子ビーム励起型のＸ線
発生装置を用いながらも、短時間かつ高Ｓ／Ｎで、Ｘ線
吸収微細構造の測定を可能とするＸ線分析装置を提供す
ることにある。
発生装置を用いながらも、短時間かつ高Ｓ／Ｎで、Ｘ線
吸収微細構造の測定を可能とするＸ線分析装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本実施例では反射率によるＸ線吸収微細構造を測定
する装置とし、測定試料に応じてあらかじめ、解析精度
の最も高い測定できるＸ線入射角度に試料を自動的に設
定する機構を設けることによって、短時間かつ１回の測
定で反射率Ｘ線吸収微細構造が得られるようにする。
に、本実施例では反射率によるＸ線吸収微細構造を測定
する装置とし、測定試料に応じてあらかじめ、解析精度
の最も高い測定できるＸ線入射角度に試料を自動的に設
定する機構を設けることによって、短時間かつ１回の測
定で反射率Ｘ線吸収微細構造が得られるようにする。
【０００８】さらに、前記全反射Ｘ線分析装置を真空排
気手段を有する真空容器内に納め、前記入射角設定機構
と試料移動機構の操作を前記真空容器内の真空度を維持
しつつ、前記真空容器外から操作できる機構を設けるよ
うにする。
気手段を有する真空容器内に納め、前記入射角設定機構
と試料移動機構の操作を前記真空容器内の真空度を維持
しつつ、前記真空容器外から操作できる機構を設けるよ
うにする。
【０００９】
【作用】試料の種類に応じて、解析精度の最も高い反射
角を自動的に決定する手段と、Ｘ線入射角度を任意に設
定することを可能としたため、例えば電子ビーム励起型
の回転対陰極式Ｘ線発生装置を用いた場合でも短時間か
つ高Ｓ／Ｎで例えば珪素の様な軽元素のＸ線吸収微細構
造の測定及び高精度に原子間距離等の構造パラメータを
決定することが可能である。
角を自動的に決定する手段と、Ｘ線入射角度を任意に設
定することを可能としたため、例えば電子ビーム励起型
の回転対陰極式Ｘ線発生装置を用いた場合でも短時間か
つ高Ｓ／Ｎで例えば珪素の様な軽元素のＸ線吸収微細構
造の測定及び高精度に原子間距離等の構造パラメータを
決定することが可能である。
【００１０】さらに、測定装置を真空排気手段を有する
真空容器内に納め、入射角設定機構を真空容器内の真空
度を維持しつつ、真空容器外から操作することが可能で
ある。
真空容器内に納め、入射角設定機構を真空容器内の真空
度を維持しつつ、真空容器外から操作することが可能で
ある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。
に説明する。
【００１２】図１は本発明装置の一実施例となるＸ線分
析装置の概要を示す側面図である。Ｘ線発生装置１１よ
り発生する白色Ｘ線１２はスリット１３によって整形
し、全反射ミラー１４によって測定に不要な高エネルギ
Ｘ線を除去し、２結晶モノクロメータ１５に入射し、単
色化したＸ線１６は散乱Ｘ線除去用のスリット１７を通
過させ、入射Ｘ線検出器１８に導入される。入射Ｘ線検
出器１８には、例えば、電離箱等のＸ線が透過する検出
器を用いる。検出器１８を通過したＸ線は、試料台１１
０の上に固定した試料１９に入射する。試料台１１０は
上下移動及び入射Ｘ線ビーム軸を中心とした回転ができ
るようになっているとともに、入射Ｘ線に対する入射角
を変化させるために傾斜させることができるようになっ
ている。試料１９の表面で反射したＸ線１１１の強度は
反射Ｘ線検出器１１２で測定する。検出器１１２の入射
窓を充分大きく取っておけば、検出器１１２を動かさな
くても試料１９で反射したＸ線１１１を測定できる。
析装置の概要を示す側面図である。Ｘ線発生装置１１よ
り発生する白色Ｘ線１２はスリット１３によって整形
し、全反射ミラー１４によって測定に不要な高エネルギ
Ｘ線を除去し、２結晶モノクロメータ１５に入射し、単
色化したＸ線１６は散乱Ｘ線除去用のスリット１７を通
過させ、入射Ｘ線検出器１８に導入される。入射Ｘ線検
出器１８には、例えば、電離箱等のＸ線が透過する検出
器を用いる。検出器１８を通過したＸ線は、試料台１１
０の上に固定した試料１９に入射する。試料台１１０は
上下移動及び入射Ｘ線ビーム軸を中心とした回転ができ
るようになっているとともに、入射Ｘ線に対する入射角
を変化させるために傾斜させることができるようになっ
ている。試料１９の表面で反射したＸ線１１１の強度は
反射Ｘ線検出器１１２で測定する。検出器１１２の入射
窓を充分大きく取っておけば、検出器１１２を動かさな
くても試料１９で反射したＸ線１１１を測定できる。
【００１３】また蛍光Ｘ線検出器１１３を備え蛍光Ｘ線
収率のエネルギ依存性を同時に測定できる。
収率のエネルギ依存性を同時に測定できる。
【００１４】また全てのＸ線光学系は高真空容器に収納
し、これらの操作はいずれも高真空状態を維持したまま
真空容器の外部から行なうことができる。
し、これらの操作はいずれも高真空状態を維持したまま
真空容器の外部から行なうことができる。
【００１５】図２は本発明装置で用いたモノクロメータ
部の概要を示す側面図である。広いエネルギ成分を持つ
入射Ｘ線２１の中から、特定の波長λ（ｎｍ）あるいは
エネルギ−Ｅ（ｅＶ）の光子のみを選択し単色化するた
めには、Ｂｒａｇｇの法則として知られる数１または数
２に従って分光結晶の回折角（θ）を設定する。
部の概要を示す側面図である。広いエネルギ成分を持つ
入射Ｘ線２１の中から、特定の波長λ（ｎｍ）あるいは
エネルギ−Ｅ（ｅＶ）の光子のみを選択し単色化するた
めには、Ｂｒａｇｇの法則として知られる数１または数
２に従って分光結晶の回折角（θ）を設定する。
【００１６】
【数１】λ＝２・ｄ・ｓｉｎθ ……（数１）
【００１７】
【数２】Ｅ＝１２３９８／ｄ／ｓｉｎθ ……（数２） ここで、ｄは分光結晶２２，２４の回折面の面間隔（ｎ
ｍ）である。
ｍ）である。
【００１８】第１結晶２の表面で回折し、単色化された
Ｘ線２３は第２結晶２４に入射する。回折角２５（θ）
の変化にともない、第２結晶２４へのＸ線入射位置が変
化する。しかし出射Ｘ線２６の位置が変化しないよう
に、結晶間距離２７（Ｚ）を制御する。
Ｘ線２３は第２結晶２４に入射する。回折角２５（θ）
の変化にともない、第２結晶２４へのＸ線入射位置が変
化する。しかし出射Ｘ線２６の位置が変化しないよう
に、結晶間距離２７（Ｚ）を制御する。
【００１９】回折角２５（θ）と結晶間距離２７（Ｚ）
との基本的な関係は数３で表わされる。
との基本的な関係は数３で表わされる。
【００２０】
【数３】Ｚ＝ｈ・ｓｉｎθ／ｃｏｓ２θ ……（数３） また目的のエネルギ帯域に応じて分光結晶の交換が可能
である。本実施例ではＩｎＳｂ（１１１）分光結晶を使
用しているが、目的のエネルギ帯域、分解能に応じて例
えばＳｉ（３１１）他の分光結晶、あるいは回折格子、
多層反射膜等を使用しても良い。
である。本実施例ではＩｎＳｂ（１１１）分光結晶を使
用しているが、目的のエネルギ帯域、分解能に応じて例
えばＳｉ（３１１）他の分光結晶、あるいは回折格子、
多層反射膜等を使用しても良い。
【００２１】次にＸ線の反射率を測定することによって
得られる吸収微細構造の原理について簡単に説明する。
得られる吸収微細構造の原理について簡単に説明する。
【００２２】Ｘ線の反射率による吸収微細構造では試料
表面に含まれる原子の吸収端より高エネルギ側でＸ線の
異常分散による振動が生じる。この振動構造がＸ線吸収
微細構造にあたる情報を含んでいる。
表面に含まれる原子の吸収端より高エネルギ側でＸ線の
異常分散による振動が生じる。この振動構造がＸ線吸収
微細構造にあたる情報を含んでいる。
【００２３】ここで試料の複素屈折率をｎとすると
【００２４】
【数４】ｎ＝１−δ−ｉβ ……（数４）
【００２５】
【数５】φc＝（２δ） ……（数５）
【００２６】
【数６】β＝μλ・４π ……（数６） と表される。ここでδは屈折率の実部、βは虚部、また
φcは全反射臨界角である。またμは線吸収係数、λは
波長である。この時、反射率Ｒはフレネルの公数から次
のように与えられる。
φcは全反射臨界角である。またμは線吸収係数、λは
波長である。この時、反射率Ｒはフレネルの公数から次
のように与えられる。
【００２７】
【数７】 Ｒ＝（φ−ｆ2）2／（φ＋ｆ2）2 ……（数７） ただし、ｆ2 2＝φ2−２（δ＋ｉβ）である。ここで入
射角をφ、全反射臨界角をφcとし、Ｘ＝φ／φc、Ｙ＝
Ｂ／δとおいてＸ<<１とすると、数７は近似的に次のよ
うになる。
射角をφ、全反射臨界角をφcとし、Ｘ＝φ／φc、Ｙ＝
Ｂ／δとおいてＸ<<１とすると、数７は近似的に次のよ
うになる。
【００２８】
【数８】Ｒ＝１−２ＸＹ ……（数８） 数８をもとにβについて求めると数９のように表され
る。
る。
【００２９】
【数９】 β＝（２δ）１／２δ（１−Ｒ）／φ ……（数９） すなわち、Ｒはβとδの関数になるが、この時のδは入
射光の波長あるいはエネルギに対して単調に変化する。
つまり振動構造には寄与しないと仮定すると、Ｒの振動
構造はβの振動構造で与えられる。
射光の波長あるいはエネルギに対して単調に変化する。
つまり振動構造には寄与しないと仮定すると、Ｒの振動
構造はβの振動構造で与えられる。
【００３０】そこで、数６と数９の関係から、次数のよ
うに表されるμの振動構造からＸ線吸収微細構造を求め
ることとした。
うに表されるμの振動構造からＸ線吸収微細構造を求め
ることとした。
【００３１】
【数１０】 μ＝４π（２δ）１・２δ（１−Ｒ）／φλ ……（数１０） この様に実際に測定する反射率Ｒから透過法や蛍光法と
同様な方法でＸ線吸収微細構造の振動を抽出し、原子間
距離などの構造パラメータを求めることができる。
同様な方法でＸ線吸収微細構造の振動を抽出し、原子間
距離などの構造パラメータを求めることができる。
【００３２】次に本実施例を用いて測定した、Ｓｉ基板
上に成膜したＳｉＯ2薄膜試料の入射Ｘ線角度を変化さ
せた時の、反射率によるＸ線吸収微細構造の一例を図３
に示す。入射Ｘ線のエネルギ範囲は１．７８〜２．５０
ｅＶとして、この区間を４００ステップに区切り、１エ
ネルギあたりの測定時間を２０秒とし、分光結晶設定時
間がおよそ１０秒であったため、総測定時間はおよそ４
時間であった。なお本実施例では電子ビーム励起型の回
転対陰極数Ｘ線発生装置を用いているが、放射光のよう
な強力なＸ線源を用れば、１エネルギあたりの測定は、
１秒程度で十分であるため、さらに測定時間の短縮がは
かれる。図４にそれぞれのＸ線入射角度についてのＸ線
吸収微細構造から得た動径分布関数の一例を示す。表１
はそれぞれの動径分布関数から計算した非晶質ＳｉＯ2
の第一近接原子間距離であるＳｉ−Ｏ距離を示す。
上に成膜したＳｉＯ2薄膜試料の入射Ｘ線角度を変化さ
せた時の、反射率によるＸ線吸収微細構造の一例を図３
に示す。入射Ｘ線のエネルギ範囲は１．７８〜２．５０
ｅＶとして、この区間を４００ステップに区切り、１エ
ネルギあたりの測定時間を２０秒とし、分光結晶設定時
間がおよそ１０秒であったため、総測定時間はおよそ４
時間であった。なお本実施例では電子ビーム励起型の回
転対陰極数Ｘ線発生装置を用いているが、放射光のよう
な強力なＸ線源を用れば、１エネルギあたりの測定は、
１秒程度で十分であるため、さらに測定時間の短縮がは
かれる。図４にそれぞれのＸ線入射角度についてのＸ線
吸収微細構造から得た動径分布関数の一例を示す。表１
はそれぞれの動径分布関数から計算した非晶質ＳｉＯ2
の第一近接原子間距離であるＳｉ−Ｏ距離を示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】Ｘ線入射角度を０．４゜〜０．６゜に設定
したものについては、蛍光法と同水準のＸ線吸収微細構
造の振動が得られ、原子間距離の絶対値及び標準偏差
が、蛍光法によって測定した値（０．１５２ｎｍ±０．
００２ｎｍ）と一致する。Ｘ線入射角度以外の例えば＜
０．４゜や＞０．６゜でＸ線を入射した場合、Ｘ線吸収
微細構造の全体の振動が小さくなったり、歪が大きくな
ることから、蛍光法で測定した原子間距離の値と大きく
異なったり、標準偏差が大きくなり、測定データとして
の信頼性が薄い。Ｘ線入射角度を０．４゜〜０．６゜に
設定したものは、吸収端（〜１８４０ｅＶ）より１００
ｅＶ以上高エネルギ側（＞１９４０ｅＶ）での反射率が
０．６０〜０．８５となっている。
したものについては、蛍光法と同水準のＸ線吸収微細構
造の振動が得られ、原子間距離の絶対値及び標準偏差
が、蛍光法によって測定した値（０．１５２ｎｍ±０．
００２ｎｍ）と一致する。Ｘ線入射角度以外の例えば＜
０．４゜や＞０．６゜でＸ線を入射した場合、Ｘ線吸収
微細構造の全体の振動が小さくなったり、歪が大きくな
ることから、蛍光法で測定した原子間距離の値と大きく
異なったり、標準偏差が大きくなり、測定データとして
の信頼性が薄い。Ｘ線入射角度を０．４゜〜０．６゜に
設定したものは、吸収端（〜１８４０ｅＶ）より１００
ｅＶ以上高エネルギ側（＞１９４０ｅＶ）での反射率が
０．６０〜０．８５となっている。
【００３５】また、例えばＳｉＯ2ガラス（バルク
材）、ＳｉＯ2結晶、非晶質Ｓｉ、Ｓｉ単結晶等の試料
も同様にＸ線入射角度を変化させ、反射率のエネルギ依
存性によってＸ線吸収微細構造を測定を行った。蛍光法
によって測定した原子間距離と同結果を示すものは、特
定のＸ線入射角度範囲に限られ、そのＸ線入射角度範囲
では、吸収端よりも高エネルギ側（＞１９４０ｅＶ）で
測定した反射率が表２に示した範囲となる。
材）、ＳｉＯ2結晶、非晶質Ｓｉ、Ｓｉ単結晶等の試料
も同様にＸ線入射角度を変化させ、反射率のエネルギ依
存性によってＸ線吸収微細構造を測定を行った。蛍光法
によって測定した原子間距離と同結果を示すものは、特
定のＸ線入射角度範囲に限られ、そのＸ線入射角度範囲
では、吸収端よりも高エネルギ側（＞１９４０ｅＶ）で
測定した反射率が表２に示した範囲となる。
【００３６】
【表２】
【００３７】上記の数種の測定試料についての結果か
ら、吸収端よりも高エネルギ側（〜１００ｅＶ）での反
射率が０．６〜０．８５を示すものに関しては、蛍光法
によるＸ線吸収微細構造の測定と同等の解析結果が得ら
れる。
ら、吸収端よりも高エネルギ側（〜１００ｅＶ）での反
射率が０．６〜０．８５を示すものに関しては、蛍光法
によるＸ線吸収微細構造の測定と同等の解析結果が得ら
れる。
【００３８】次に本実施例を用いたＸ線入射角度の設定
は以下の手順によって行った。
は以下の手順によって行った。
【００３９】（１）入射Ｘ線のエネルギを吸収端よりも
高エネルギ側（〜１００ｅＶ）に設定する。
高エネルギ側（〜１００ｅＶ）に設定する。
【００４０】（２）試料台を一定のステップでスキャン
しながら、反射率のＸ線入射角度依存性を測定する。
しながら、反射率のＸ線入射角度依存性を測定する。
【００４１】（３）得られた反射率曲線から反射率が
０．５となる角度を全反射臨界角とする。
０．５となる角度を全反射臨界角とする。
【００４２】（４）全反射臨界角より小さい角度で反射
率が０．６〜０．８になる角度を全反射角とし試料台を
設定する。
率が０．６〜０．８になる角度を全反射角とし試料台を
設定する。
【００４３】図５に本実施例のＳｉ基板上の非晶質Ｓｉ
Ｏ2薄膜の反射率のＸ線入射角度依存性を、吸収端より
１００ｅＶ高エネルギ側（１９４５ｅＶ）で、入射角
０．２゜から１．６゜まで０．０５゜ごとに測定した例
を示す。全反射の臨界角（反射率＝０．５）は１．１゜
であり、反射率が０．６〜０．８゜になる入射Ｘ線角度
は０．４〜０．６゜であった。
Ｏ2薄膜の反射率のＸ線入射角度依存性を、吸収端より
１００ｅＶ高エネルギ側（１９４５ｅＶ）で、入射角
０．２゜から１．６゜まで０．０５゜ごとに測定した例
を示す。全反射の臨界角（反射率＝０．５）は１．１゜
であり、反射率が０．６〜０．８゜になる入射Ｘ線角度
は０．４〜０．６゜であった。
【００４４】以上のＸ線入射角度設定は本実施例の測定
装置に設けられたコンピュータによって自動化されてお
り、本実施例では約１０分で角度設定を終了した。
装置に設けられたコンピュータによって自動化されてお
り、本実施例では約１０分で角度設定を終了した。
【００４５】
【発明の効果】本発明の全反射Ｘ線分析装置を用いれ
ば、Ｘ線の全反射による反射率のエネルギ依存性によっ
てＸ線吸収微細構造を測定する際、試料の種類に応じて
最も解析精度の高い反射角を自動的に決定することが可
能となり、例えば電子ビーム励起型のＸ線発生装置を用
いた場合でも、短時間かつ高Ｓ／Ｎで珪素の様な軽元素
の測定が可能である。
ば、Ｘ線の全反射による反射率のエネルギ依存性によっ
てＸ線吸収微細構造を測定する際、試料の種類に応じて
最も解析精度の高い反射角を自動的に決定することが可
能となり、例えば電子ビーム励起型のＸ線発生装置を用
いた場合でも、短時間かつ高Ｓ／Ｎで珪素の様な軽元素
の測定が可能である。
【図１】本発明の全反射Ｘ線分析装置の概要を示す側面
図。
図。
【図２】本発明の実施例であるモノクロメータの概要を
示す側面図。
示す側面図。
【図３】本発明の実施例である反射率Ｘ線吸収微細構造
のＸ線入射角度依存性を示す特性図。
のＸ線入射角度依存性を示す特性図。
【図４】本発明の実施例である動径分布関数のＸ線入射
角度依存性を示す特性図。
角度依存性を示す特性図。
【図５】本発明の実施例であるＸ線の反射率のＸ線入射
角度依存性を示す特性図。
角度依存性を示す特性図。
１１…白色Ｘ線、 １２…スリット、 １３…高調波除去ミラー、 １４…モノクロメータ、 １５…単色Ｘ線、 １６…スリット、 １７…入射Ｘ線検出器、 １８…試料、 １９…試料台、 １１０…反射Ｘ線、 １１１…反射Ｘ線検出器、 １１２…蛍光Ｘ線検出器、 １１３…電子検出器、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 和文 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】Ｘ線源からのＸ線を、モノクロメータ及び
入射Ｘ線の検出器に順次入射させ、前記入射Ｘ線を試料
に所定の角度で入射させ、試料台上の前記試料からの反
射Ｘ線を反射Ｘ線検出器で計測する手段を備え、Ｘ線の
反射率のエネルギ依存性によってＸ線吸収微細構造を測
定する全反射Ｘ線分析装置において、前記試料の種類に
応じて、解析精度が最も高くなるように、Ｘ線入射角度
を自動的に決定する手段を設けていることを特徴とする
全反射Ｘ線分析装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記試料台を前記Ｘ線
ビーム軸に対し傾斜する手段と、前記Ｘ線ビーム軸の中
心に回転移動できる手段と、上下移動できる手段とを設
け、前記試料へのＸ線の入射角度を任意に設定する機構
を設ける全反射Ｘ線分析装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記測定装置
を真空排気手段を有する真空容器内に納め、前記Ｘ線入
射角度の設定機構を前記真空容器内の真空度を維持しつ
つ、前記真空容器外から操作できる機構を備えた全反射
Ｘ線分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000012A JPH08184572A (ja) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | 全反射ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000012A JPH08184572A (ja) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | 全反射ｘ線分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08184572A true JPH08184572A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=11462545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000012A Pending JPH08184572A (ja) | 1995-01-04 | 1995-01-04 | 全反射ｘ線分析装置 |
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| Country | Link |
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