JPH10253555A - 全反射蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents
全反射蛍光ｘ線分析装置Info
- Publication number
- JPH10253555A JPH10253555A JP9054690A JP5469097A JPH10253555A JP H10253555 A JPH10253555 A JP H10253555A JP 9054690 A JP9054690 A JP 9054690A JP 5469097 A JP5469097 A JP 5469097A JP H10253555 A JPH10253555 A JP H10253555A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor wafer
- ray
- holder
- total reflection
- rays
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- Pending
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大口径の半導体ウェーハに適した全反射蛍光
Ｘ線分析装置を提供する。 【解決手段】 半導体ウェーハの表面にＸ線を入射する
Ｘ線源１と、半導体ウェーハを鉛直姿勢で保持する保持
具と２０、Ｘ線照射により半導体ウェーハ７の表面から
発生した蛍光Ｘ線１１を測定する測定器１２と、半導体
ウェーハ７の表面に対するＸ線２の入射角θが全反射臨
界角以下となるように、保持具２０を位置調整する制御
駆動機構８とを備えている。半導体ウェーハ７は、エッ
ジ部で保持具２０に保持される。 【効果】 撓みによる影響がないためＸ線２の入射角θ
が一定になり、信頼性の高い測定結果が得られる。
Ｘ線分析装置を提供する。 【解決手段】 半導体ウェーハの表面にＸ線を入射する
Ｘ線源１と、半導体ウェーハを鉛直姿勢で保持する保持
具と２０、Ｘ線照射により半導体ウェーハ７の表面から
発生した蛍光Ｘ線１１を測定する測定器１２と、半導体
ウェーハ７の表面に対するＸ線２の入射角θが全反射臨
界角以下となるように、保持具２０を位置調整する制御
駆動機構８とを備えている。半導体ウェーハ７は、エッ
ジ部で保持具２０に保持される。 【効果】 撓みによる影響がないためＸ線２の入射角θ
が一定になり、信頼性の高い測定結果が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に大口径の半導体ウ
ェーハに適し、表面不純物を分析する方法装置に関す
る。
ェーハに適し、表面不純物を分析する方法装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】物質表面にＸ線を入射すると、原子が励
起され、反射光と異なる蛍光Ｘ線が発生する。蛍光Ｘ線
の光量は、励起対象物の量に比例するため、光量の測定
値から不純物量を知ることができる。また、励起対象物
特有のエネルギをもつため、エネルギーを調べることに
より不純物の種類が判明する。この現象を利用した全反
射蛍光Ｘ線分析法は、半導体ウェーハの表面にある不純
物の同定や量の測定に使用されている。たとえば特開平
６−２８３５８５号公報では、図１に示すように、Ｘ線
源１から出射されたＸ線２をスリット３，モノクロメー
タ４，スリット５に通過させて単色の平行ビームとした
後、テーブル６で支持された半導体ウェーハ７を照射し
ている。このとき、全反射臨界角以下の角度で半導体ウ
ェーハ７の表面にＸ線２が入射するように、半導体ウェ
ーハ７の位置を制御駆動装置８で調整している。半導体
ウェーハ７を照射したＸ線は、スリット９を経てカウン
タ１０に入射される。Ｘ線照射で半導体ウェーハ７から
発生した蛍光Ｘ線１１は、測定器１２で検出される。蛍
光Ｘ線１１の測定結果から、半導体ウェーハ７の表面に
ある不純物の種類や濃度が判定される。
起され、反射光と異なる蛍光Ｘ線が発生する。蛍光Ｘ線
の光量は、励起対象物の量に比例するため、光量の測定
値から不純物量を知ることができる。また、励起対象物
特有のエネルギをもつため、エネルギーを調べることに
より不純物の種類が判明する。この現象を利用した全反
射蛍光Ｘ線分析法は、半導体ウェーハの表面にある不純
物の同定や量の測定に使用されている。たとえば特開平
６−２８３５８５号公報では、図１に示すように、Ｘ線
源１から出射されたＸ線２をスリット３，モノクロメー
タ４，スリット５に通過させて単色の平行ビームとした
後、テーブル６で支持された半導体ウェーハ７を照射し
ている。このとき、全反射臨界角以下の角度で半導体ウ
ェーハ７の表面にＸ線２が入射するように、半導体ウェ
ーハ７の位置を制御駆動装置８で調整している。半導体
ウェーハ７を照射したＸ線は、スリット９を経てカウン
タ１０に入射される。Ｘ線照射で半導体ウェーハ７から
発生した蛍光Ｘ線１１は、測定器１２で検出される。蛍
光Ｘ線１１の測定結果から、半導体ウェーハ７の表面に
ある不純物の種類や濃度が判定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の全反射蛍光Ｘ線
分析法では、何れも図１に示すように半導体ウェーハ７
をテーブル６又は真空チャックで水平に保持している。
そのため、テーブル６やチャック等によって半導体ウェ
ーハ７の裏面が汚染され易い。汚染を抑制するため、比
較的面積の小さい保持具で半導体ウェーハ７を保持しよ
うとすると、図２に示すように半導体ウェーハ７の周縁
部は、保持具１３から水平方向に突出し、自重による変
形（撓み１４）を発生し易くなる。撓み１４は、大口径
化したウェーハほど大きくなる。半導体ウェーハ７に撓
み１４があると、半導体ウェーハ７に対するＸ線２の入
射角が大きくなり、測定精度が低下する。たとえば、シ
リコンウェーハでは、図３に概念図として示すように、
撓み量の増加に伴ってＳｉ強度が大きく検出され、必要
とする不純物の濃度や種類の測定に支障を来す。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、Ｘ線が照射される半導体ウェーハを鉛直保持するこ
とにより、撓みの影響を防止し、全反射蛍光Ｘ線分析に
より表面不純物を高精度に測定することを目的とする。
分析法では、何れも図１に示すように半導体ウェーハ７
をテーブル６又は真空チャックで水平に保持している。
そのため、テーブル６やチャック等によって半導体ウェ
ーハ７の裏面が汚染され易い。汚染を抑制するため、比
較的面積の小さい保持具で半導体ウェーハ７を保持しよ
うとすると、図２に示すように半導体ウェーハ７の周縁
部は、保持具１３から水平方向に突出し、自重による変
形（撓み１４）を発生し易くなる。撓み１４は、大口径
化したウェーハほど大きくなる。半導体ウェーハ７に撓
み１４があると、半導体ウェーハ７に対するＸ線２の入
射角が大きくなり、測定精度が低下する。たとえば、シ
リコンウェーハでは、図３に概念図として示すように、
撓み量の増加に伴ってＳｉ強度が大きく検出され、必要
とする不純物の濃度や種類の測定に支障を来す。本発明
は、このような問題を解消すべく案出されたものであ
り、Ｘ線が照射される半導体ウェーハを鉛直保持するこ
とにより、撓みの影響を防止し、全反射蛍光Ｘ線分析に
より表面不純物を高精度に測定することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の全反射蛍光Ｘ線
分析装置は、その目的を達成するため、半導体ウェーハ
の表面にＸ線を入射するＸ線源と、半導体ウェーハを鉛
直姿勢で保持する保持具と、Ｘ線照射により半導体ウェ
ーハの表面から発生した蛍光Ｘ線を測定する測定器と、
半導体ウェーハの表面に対するＸ線の入射角が全反射臨
界角以下となるように、保持具を位置調整する制御駆動
機構とを備え、半導体ウェーハはエッジ部で保持具に保
持されることを特徴とする。保持具としては、円周方向
にほぼ等間隔で３個のエッジ保持部を配置し、そのうち
の一つがウェーハ中心方向に移動可能になっているもの
が使用される。
分析装置は、その目的を達成するため、半導体ウェーハ
の表面にＸ線を入射するＸ線源と、半導体ウェーハを鉛
直姿勢で保持する保持具と、Ｘ線照射により半導体ウェ
ーハの表面から発生した蛍光Ｘ線を測定する測定器と、
半導体ウェーハの表面に対するＸ線の入射角が全反射臨
界角以下となるように、保持具を位置調整する制御駆動
機構とを備え、半導体ウェーハはエッジ部で保持具に保
持されることを特徴とする。保持具としては、円周方向
にほぼ等間隔で３個のエッジ保持部を配置し、そのうち
の一つがウェーハ中心方向に移動可能になっているもの
が使用される。
【０００５】
【実施の形態】本発明の全反射蛍光Ｘ線分析装置は、た
とえば図４に示すように被測定対象である半導体ウェー
ハ７を鉛直保持する保持具２０を使用している。この保
持具２０は、三つ又状の保持具本体２１をもち、アーム
２２，２３の先端にエッジ保持部２４，２４を固定して
いる。残るアーム２５には、長手方向に沿って長孔２６
が形成されている。可動エッジ保持部２７の軸２８は、
長孔２６を貫通して保持具本体２１の裏面側に突出して
いる。保持具本体２１の裏面側にエアシリンダ３０が設
けられており、圧縮バネ３１を備えた伸縮ロッド３２が
エアシリンダ３０から延びている。伸縮ロッド３２の先
端は、裏面側に突出した軸２８に連結されている。保持
具２０への装着に際しては、伸縮ロッド３２を伸張させ
て可動エッジ保持部２７を上昇させておく。エッジ部が
保持された半導体ウェーハ７の下側エッジ部を固定エッ
ジ保持部２４，２４に載せた後、伸縮ロッド３２をエア
シリンダ３０に引き込み、半導体ウェーハ７の上側エッ
ジ部に可動エッジ保持部２７を当接させる。可動エッジ
保持部２７は、圧縮スプリング３１によってウェーハ中
心方向に付勢されているので、固定ウェーハ保持具２
４，２４と相俟つて半導体ウェーハ７を鉛直姿勢で弾性
保持する。
とえば図４に示すように被測定対象である半導体ウェー
ハ７を鉛直保持する保持具２０を使用している。この保
持具２０は、三つ又状の保持具本体２１をもち、アーム
２２，２３の先端にエッジ保持部２４，２４を固定して
いる。残るアーム２５には、長手方向に沿って長孔２６
が形成されている。可動エッジ保持部２７の軸２８は、
長孔２６を貫通して保持具本体２１の裏面側に突出して
いる。保持具本体２１の裏面側にエアシリンダ３０が設
けられており、圧縮バネ３１を備えた伸縮ロッド３２が
エアシリンダ３０から延びている。伸縮ロッド３２の先
端は、裏面側に突出した軸２８に連結されている。保持
具２０への装着に際しては、伸縮ロッド３２を伸張させ
て可動エッジ保持部２７を上昇させておく。エッジ部が
保持された半導体ウェーハ７の下側エッジ部を固定エッ
ジ保持部２４，２４に載せた後、伸縮ロッド３２をエア
シリンダ３０に引き込み、半導体ウェーハ７の上側エッ
ジ部に可動エッジ保持部２７を当接させる。可動エッジ
保持部２７は、圧縮スプリング３１によってウェーハ中
心方向に付勢されているので、固定ウェーハ保持具２
４，２４と相俟つて半導体ウェーハ７を鉛直姿勢で弾性
保持する。
【０００６】半導体ウェーハ７を保持した保持具２０は
制御駆動装置８により位置調整され、図５に示すように
Ｘ線源１から出射されるＸ線２の入射角θを０．０１〜
０．１８度の範囲に設定する。この状態でＸ線２による
半導体ウェーハ７を照射するとき、半導体ウェーハ７が
鉛直保持されているため、図２で説明した撓み１４が発
生しない。そのため、半導体ウェーハ７の主面の何れの
箇所でも入射角θが一定になり、測定器１２に取り込ま
れる半導体構成元素（シリコンウェーハではＳｉ，ガリ
ウム砒素ウェーハではＧａ，Ａｓ）に起因する蛍光Ｘ線
が安定化する。したがって、Ｘ線照射により半導体ウェ
ーハ７の表面から発生した蛍光Ｘ線１１に基づいて、ウ
ェーハ表面にある不純物の種類や濃度が高精度に測定さ
れる。また、半導体ウェーハ７は、エッジ保持部２４，
２４，２７で保持具２０に保持されるため、図１で説明
したテーブル６を使用する場合に比較して裏面が汚染さ
れる機会も少なくなる。すなわち、測定したウェーハを
製品に使用でき、インライン計測器として取り扱うこと
が可能となる。
制御駆動装置８により位置調整され、図５に示すように
Ｘ線源１から出射されるＸ線２の入射角θを０．０１〜
０．１８度の範囲に設定する。この状態でＸ線２による
半導体ウェーハ７を照射するとき、半導体ウェーハ７が
鉛直保持されているため、図２で説明した撓み１４が発
生しない。そのため、半導体ウェーハ７の主面の何れの
箇所でも入射角θが一定になり、測定器１２に取り込ま
れる半導体構成元素（シリコンウェーハではＳｉ，ガリ
ウム砒素ウェーハではＧａ，Ａｓ）に起因する蛍光Ｘ線
が安定化する。したがって、Ｘ線照射により半導体ウェ
ーハ７の表面から発生した蛍光Ｘ線１１に基づいて、ウ
ェーハ表面にある不純物の種類や濃度が高精度に測定さ
れる。また、半導体ウェーハ７は、エッジ保持部２４，
２４，２７で保持具２０に保持されるため、図１で説明
したテーブル６を使用する場合に比較して裏面が汚染さ
れる機会も少なくなる。すなわち、測定したウェーハを
製品に使用でき、インライン計測器として取り扱うこと
が可能となる。
【０００７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の全反射
蛍光Ｘ線分析装置においては、鉛直姿勢に保持した半導
体ウェーハをＸ線照射している。そのため、特に大口径
の半導体ウェーハを水平保持する場合に見られがちな撓
みの発生がなく、ウェーハ表面に対するＸ線の入射角が
一定化する。したがって、発生した蛍光Ｘ線からウェー
ハ表面の不純物濃度を測定する際に半導体構成元素の強
度の影響が排除され、高精度の測定が可能となる。
蛍光Ｘ線分析装置においては、鉛直姿勢に保持した半導
体ウェーハをＸ線照射している。そのため、特に大口径
の半導体ウェーハを水平保持する場合に見られがちな撓
みの発生がなく、ウェーハ表面に対するＸ線の入射角が
一定化する。したがって、発生した蛍光Ｘ線からウェー
ハ表面の不純物濃度を測定する際に半導体構成元素の強
度の影響が排除され、高精度の測定が可能となる。
【図１】 半導体ウェーハを水平保持した従来の全反射
蛍光Ｘ線分析装置
蛍光Ｘ線分析装置
【図２】 水平保持した半導体ウェーハに発生する撓み
【図３】 撓みがＳｉ強度に及ぼす影響を概念的に示し
たグラフ
たグラフ
【図４】 本発明に従って半導体ウェーハを鉛直姿勢で
保持する保持具の側断面図（ａ）及び正面図（ｂ）
保持する保持具の側断面図（ａ）及び正面図（ｂ）
【図５】 鉛直保持した半導体ウェーハにＸ線を照射し
ている状態
ている状態
１：Ｘ線源 ２：Ｘ線 ３，５，９：スリット
４：モノクロメータ ６：テーブル ７：半導体ウェーハ ８：制御駆動
装置 １０：カウンタ １１：蛍光Ｘ線 １２：測定器 １３：保持具
１４：撓み ２０：保持具 ２１：保持具本体 ２２，２３，２
５：アーム ２４：固定したエッジ保持部 ２６：
長孔 ２７：可動エッジ保持部 ２８：軸 ３０：エアシリンダ ３１：圧縮バネ ３２：伸縮
ロッド θ：Ｘ線の入射角
４：モノクロメータ ６：テーブル ７：半導体ウェーハ ８：制御駆動
装置 １０：カウンタ １１：蛍光Ｘ線 １２：測定器 １３：保持具
１４：撓み ２０：保持具 ２１：保持具本体 ２２，２３，２
５：アーム ２４：固定したエッジ保持部 ２６：
長孔 ２７：可動エッジ保持部 ２８：軸 ３０：エアシリンダ ３１：圧縮バネ ３２：伸縮
ロッド θ：Ｘ線の入射角
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体ウェーハの表面にＸ線を入射する
Ｘ線源と、半導体ウェーハを鉛直姿勢で保持する保持具
と、Ｘ線照射により半導体ウェーハの表面から発生した
蛍光Ｘ線を測定する測定器と、半導体ウェーハの表面に
対するＸ線の入射角が全反射臨界角以下となるように、
保持具を位置調整する制御駆動機構とを備え、半導体ウ
ェーハはエッジ部で保持具に保持される全反射蛍光Ｘ線
分析装置。 - 【請求項２】 保持具は、円周方向にほぼ等間隔で３個
のエッジ保持部を配置しており、エッジ保持部の一つが
ウェーハ中心方向に移動可能になっている請求項１記載
の全反射蛍光Ｘ線分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054690A JPH10253555A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9054690A JPH10253555A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253555A true JPH10253555A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=12977802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9054690A Pending JPH10253555A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10253555A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010256259A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Rigaku Corp | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP9054690A patent/JPH10253555A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010256259A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Rigaku Corp | 全反射蛍光ｘ線分析装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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