JPS62255858A - 金属試料表面中の金属痕跡量を非破壊的に測定する装置 - Google Patents
金属試料表面中の金属痕跡量を非破壊的に測定する装置Info
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- JPS62255858A JPS62255858A JP62043258A JP4325887A JPS62255858A JP S62255858 A JPS62255858 A JP S62255858A JP 62043258 A JP62043258 A JP 62043258A JP 4325887 A JP4325887 A JP 4325887A JP S62255858 A JPS62255858 A JP S62255858A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/223—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material by irradiating the sample with X-rays or gamma-rays and by measuring X-ray fluorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
- G01N2223/076—X-ray fluorescence
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、表面にＸａを通て、金属試料上に整
金属試料の表面上に触れるよって調ノ可能であり、かつ
励起Ｘ線の線の発散・・よ第２の絞、りにより限定され
て２り、絞り１ま光学ベンチとしての役目をする水晶体
に接して配置されている、金属試料表面中の金属痕跡量
を非破壊的に測定する装置に関する。
励起Ｘ線の線の発散・・よ第２の絞、りにより限定され
て２り、絞り１ま光学ベンチとしての役目をする水晶体
に接して配置されている、金属試料表面中の金属痕跡量
を非破壊的に測定する装置に関する。
従来の技術
この種の装置１・＝西ドイツ特許出願公告第２９１１５
９６号明細書、かう公知である。
９６号明細書、かう公知である。
珪素ウェハぽ、高！ｆｅ潰電子構成部材の基本合成して
いる。その紳変に関する要求は啄めて高い。特にウェハ
の表面に関するこの純度要求は、生産技術的シζ満足す
るのが困難であり、特有の生産管理が必要である。しか
しながら、従来の技術水準：てよれば、表面中の、生産
ラインで飄約１０１１原子／ＣＴＬ２の低い埴までの不
純物の非破壊的な測２を行なう測定法は得られていない
。
いる。その紳変に関する要求は啄めて高い。特にウェハ
の表面に関するこの純度要求は、生産技術的シζ満足す
るのが困難であり、特有の生産管理が必要である。しか
しながら、従来の技術水準：てよれば、表面中の、生産
ラインで飄約１０１１原子／ＣＴＬ２の低い埴までの不
純物の非破壊的な測２を行なう測定法は得られていない
。
前記装置金相いて、ＸＳの全反射の場合に現われる効果
を利用して光分な感度で表面を検査することは可能であ
るが、この装置は、約５０關の最大直径を有する面に対
してのみ好適なのである。更に、前記の構造的解決では
、器具の金属材料との接触二゛こよる検体の汚染は排除
できない。
を利用して光分な感度で表面を検査することは可能であ
るが、この装置は、約５０關の最大直径を有する面に対
してのみ好適なのである。更に、前記の構造的解決では
、器具の金属材料との接触二゛こよる検体の汚染は排除
できない。
発明か解決しようとする間１題点
本発明の課題は、例えば約１０１１原子／ｄまでの低い
Ｓｌ−ウェハの表面上の金属汚染物と生産ラインで測定
することであし、この際、このウェハは、汚染されては
ならず、約１５０７ｎｍまでの直径を有するウェハは相
応する規格で固定された位置で、その全面上にわたり走
査されるべきである。
Ｓｌ−ウェハの表面上の金属汚染物と生産ラインで測定
することであし、この際、このウェハは、汚染されては
ならず、約１５０７ｎｍまでの直径を有するウェハは相
応する規格で固定された位置で、その全面上にわたり走
査されるべきである。
問題点を解決するための手段
この解決は、特許請求の範囲第１項に記載されている。
特許請求の範囲の第２項〜第４項は、本発明の有利な態
様を示している。
様を示している。
本発明の主要な新規性・は、平らな表面でのＸ線の全反
射の効果を、現在、最も広く使用されている珪素ウェハ
の表面を非破壊的及び非汚染的Ｇて １０１１原子／ｍ
２の範囲の金属汚染物の計量まで検査することがはじめ
て可能であるよう（Ｃ利用して実施する構造的解決にあ
る。このことは、特に、光学ベンチとしての水晶ブロッ
クの使用シてより達成される。
射の効果を、現在、最も広く使用されている珪素ウェハ
の表面を非破壊的及び非汚染的Ｇて １０１１原子／ｍ
２の範囲の金属汚染物の計量まで検査することがはじめ
て可能であるよう（Ｃ利用して実施する構造的解決にあ
る。このことは、特に、光学ベンチとしての水晶ブロッ
クの使用シてより達成される。
実施列
次に、本発明を第１図〜第７図を用いる実施列で詳述す
る。
る。
第１図ｕ 、ＳＬ−ウェハを測定することのできる装置
の部分断面図である。Ｘ腺管１の＠９は、小さい弧度分
で被検体２の表面１０Ｌｌｃ触れるように向けられる。
の部分断面図である。Ｘ腺管１の＠９は、小さい弧度分
で被検体２の表面１０Ｌｌｃ触れるように向けられる。
有効な入射角α′の調節は、入射ａ９Ｄ発散を２藺の絞
り３及び４で限定するＸ′ａ管１の高さ１１の変動によ
り行なわれる。
り３及び４で限定するＸ′ａ管１の高さ１１の変動によ
り行なわれる。
調節角度を全反射のための限界角度より小さくすると、
励起線９は最小（約１３ｎｍ）だけでウェハ２中に侵入
し、最上面層の原子のみが螢光縁全放射するように励起
される。この螢光線が検知器５で捕捉され、Ｘ線螢光分
析に慣用の方法で同定され、定量される。検知器５（は
、遮へい部１２内に存在し、ウェハ２の表面１０に対し
て垂直１ｃ ｉｉ置さｔている。
励起線９は最小（約１３ｎｍ）だけでウェハ２中に侵入
し、最上面層の原子のみが螢光縁全放射するように励起
される。この螢光線が検知器５で捕捉され、Ｘ線螢光分
析に慣用の方法で同定され、定量される。検知器５（は
、遮へい部１２内に存在し、ウェハ２の表面１０に対し
て垂直１ｃ ｉｉ置さｔている。
本発明の主要要素ｒ／Ｃ＋は、出口絞り１４を有する調
節可能な管取付は具１２、μｍ範囲で調節可能な特別な
構造の２個の絞す３及び４が取、り付けられている特別
に作られた水晶ブロック６並びにウェハ２に対する押け
るナビン８を有する定位装置盤びにウェハ表面１０を水
晶担体６の下側の平らｉ仕上げ面１５に押し付けるため
の装置１が包含される。
節可能な管取付は具１２、μｍ範囲で調節可能な特別な
構造の２個の絞す３及び４が取、り付けられている特別
に作られた水晶ブロック６並びにウェハ２に対する押け
るナビン８を有する定位装置盤びにウェハ表面１０を水
晶担体６の下側の平らｉ仕上げ面１５に押し付けるため
の装置１が包含される。
水晶体６（第２図）は、光学ベンチとして役立ち、ウェ
ハ表面１０？配列するための高正確度の基準面としての
、平らで曲げ強度を有するその下面１５は、平らな装置
７での押し付けにより、かつ管１並びに舌状絞り３及び
円柱絞９４のファインフォーカス陽極１６の高さに対す
る参照面として利用され゛る。こうして、小さい弧度分
の角度で、もちろん小さい公差が保持できるように構造
的に確保される。ウェハ表面。
ハ表面１０？配列するための高正確度の基準面としての
、平らで曲げ強度を有するその下面１５は、平らな装置
７での押し付けにより、かつ管１並びに舌状絞り３及び
円柱絞９４のファインフォーカス陽極１６の高さに対す
る参照面として利用され゛る。こうして、小さい弧度分
の角度で、もちろん小さい公差が保持できるように構造
的に確保される。ウェハ表面。
１０、は、測定の間に直方体形の水晶体６つ水晶即ち最
大の汚染安全性を医証する材料だけと接触する。
大の汚染安全性を医証する材料だけと接触する。
面１５内には、例えニー！′線９用の通路１６゜１７並
びに絞り一及び検知′ａ：裂付具４，１２を収容するた
めの穿孔部１８が存在する。
びに絞り一及び検知′ａ：裂付具４，１２を収容するた
めの穿孔部１８が存在する。
舌状絞り３の目的は、Ｘ線９がウェハ２の縁部に入らず
、Ｘ線９が所定の条件下で殆んど完全に反射する表面上
に当たることを確保することである。しかしながら、付
加的に、定位装置８ば、各々の測定位置に対して被検体
の円形によりさけられない舌状絞ジ３とウエノ・縁部と
の間の間隙を最小にするように褌制御されるべきである
。
、Ｘ線９が所定の条件下で殆んど完全に反射する表面上
に当たることを確保することである。しかしながら、付
加的に、定位装置８ば、各々の測定位置に対して被検体
の円形によりさけられない舌状絞ジ３とウエノ・縁部と
の間の間隙を最小にするように褌制御されるべきである
。
絞、す４は、その底部に検知器５に対する重金属例えば
チタン製の環状絞り１９を形成する金属円柱部１２より
成っている。ウエノ・表面１０の上のこの絞１）１９の
高さは、前応力に対向して作動するねじ２０により数μ
ｍまで調節される。
チタン製の環状絞り１９を形成する金属円柱部１２より
成っている。ウエノ・表面１０の上のこの絞１）１９の
高さは、前応力に対向して作動するねじ２０により数μ
ｍまで調節される。
これらの絞ｆ）４．１９は、ウエノ・表面１００被検切
片？正確に規定する。しかしながら、特ンでウェハ表面
１０の領域内の照射線界を数μｍに圧縮して第１に、空
気に接しての拡散臓及び第２に辛党成分としての稀ガス
アルゴン及びクリプトンの妨害性螢光腺が最小に低減さ
れる。
片？正確に規定する。しかしながら、特ンでウェハ表面
１０の領域内の照射線界を数μｍに圧縮して第１に、空
気に接しての拡散臓及び第２に辛党成分としての稀ガス
アルゴン及びクリプトンの妨害性螢光腺が最小に低減さ
れる。
Ｘ線９のへめて低い入射によってはじめて使用可能であ
るこの新規絞り４，１９によって、非常に僅かな工業的
経費で、試料室の真空化の場合におけると同掃に好適な
条件が得られる。
るこの新規絞り４，１９によって、非常に僅かな工業的
経費で、試料室の真空化の場合におけると同掃に好適な
条件が得られる。
本発明による最初（′ｉ：記載のウェハ２の金属表面汚
染を生産ライン内で測定する可能性と共に、もう１つの
利点が得られる： 所定の解決は、簡単な方法で、管の高さ１１並びに絞り
３の調ｆｍにより、１次的なＸ線９の入射角を、測定技
術的に、最上表面層（明らかに全反射の限界角度より下
まわる入射角でＶよ約１０ｎｍ）とこの表面１０の下に
密着して存在する構造（全反射の限界角度付近の角度で
は約１００〜１０００ ｎｍ ）とを識別することがで
きるように、変えることを許容する。
染を生産ライン内で測定する可能性と共に、もう１つの
利点が得られる： 所定の解決は、簡単な方法で、管の高さ１１並びに絞り
３の調ｆｍにより、１次的なＸ線９の入射角を、測定技
術的に、最上表面層（明らかに全反射の限界角度より下
まわる入射角でＶよ約１０ｎｍ）とこの表面１０の下に
密着して存在する構造（全反射の限界角度付近の角度で
は約１００〜１０００ ｎｍ ）とを識別することがで
きるように、変えることを許容する。
第４図及び第５図は、ニッケル１０１２原子／ｃＩｎ２
の挿入された面１０（挿入深さ約５３ ｎｍ ）での測
定結果を示している。励起のために、ＭＯ−管のに一線
を険相した。ここで第４図は、２〜６弧度分の入射角で
測定された直接的な表面１０の金属汚染を示している。
の挿入された面１０（挿入深さ約５３ ｎｍ ）での測
定結果を示している。励起のために、ＭＯ−管のに一線
を険相した。ここで第４図は、２〜６弧度分の入射角で
測定された直接的な表面１０の金属汚染を示している。
約６弧度分の入射角で測定した同じ位置は、付加的に、
表面１０の下約５０ ｎｍに存在する層から由来する明
白なＮ１−信号を示している。
表面１０の下約５０ ｎｍに存在する層から由来する明
白なＮ１−信号を示している。
測定結果は、Ｘ−線の全反射に対する分散理論（′ｉ：
よる理論的計算により説明される。第６ａ）〜Ｃ）図及
び第７ａ）〜Ｃ）図は、本発明の構成に相応する２種の
実際的な形に対する計算の結果を示している。第６ ａ
）図は、ウエノ・２上に当る？ｌ７Ａ９の強度分布を全
反射の限界角度よジ明らかに下まわる標定１（対する入
射角度と共に示している。第６ｂ）図は、約１ｔｌｎｍ
の限られた領域（第６ａ図の点線部分）に当たる線９の
侵入深さの分布金示している。第６ｃ）図はウェハ１０
内の励起された線９の強度を示している。
よる理論的計算により説明される。第６ａ）〜Ｃ）図及
び第７ａ）〜Ｃ）図は、本発明の構成に相応する２種の
実際的な形に対する計算の結果を示している。第６ ａ
）図は、ウエノ・２上に当る？ｌ７Ａ９の強度分布を全
反射の限界角度よジ明らかに下まわる標定１（対する入
射角度と共に示している。第６ｂ）図は、約１ｔｌｎｍ
の限られた領域（第６ａ図の点線部分）に当たる線９の
侵入深さの分布金示している。第６ｃ）図はウェハ１０
内の励起された線９の強度を示している。
第７ ａ）〜Ｃ）図は、全反射の限界角度付近の標定に
対する第６図４と同様な相応する結果を示している。
対する第６図４と同様な相応する結果を示している。
第１図は本発明の装置の部分断面図、第２図は水晶体の
構造分示す図、第６図は円住絞りと検知器収容室との関
係を示す図、第４図は２〜６弧度分での１す定結果を示
す図、第５図は約６弧度分の入射角での測定結果を示す
図、第６図下 は、ウェハに当るＸ線の全反射限界角ｒｔ Ｋ ’Ｅわ
る入射角の際の、角度、侵入深さと頻就及びウェハ内の
励起された線強度の関係を示す図、第７図は全反射限界
角度付近での入射角の際の角度、侵入深さ、信号頻度及
びウニ・・内の励起された線強度の関係を示す図である ２・・金属試料、３・・・舌状絞ジ、４・・・巴柱絞、
す、５・・検知器、６・・・水晶体、７・・・押けげ面
、８・・・押付はビン、９・・・Ｘｉ、１０・・・金属
表面、１５・・水晶体下面、１６．１７・・・Ｘ線通路
、１８・・・穿孔部 試料−半粍（１） 頻度 ＦＪ人深ｊ（ｎｍ） 強度 ＋ １０ １００ １０００ 浸入閑さくｒｒｎ） 試料−を径（ａ） 頻度 讃入床さくｎｍ） 侵入深さくｎｍ）
構造分示す図、第６図は円住絞りと検知器収容室との関
係を示す図、第４図は２〜６弧度分での１す定結果を示
す図、第５図は約６弧度分の入射角での測定結果を示す
図、第６図下 は、ウェハに当るＸ線の全反射限界角ｒｔ Ｋ ’Ｅわ
る入射角の際の、角度、侵入深さと頻就及びウェハ内の
励起された線強度の関係を示す図、第７図は全反射限界
角度付近での入射角の際の角度、侵入深さ、信号頻度及
びウニ・・内の励起された線強度の関係を示す図である ２・・金属試料、３・・・舌状絞ジ、４・・・巴柱絞、
す、５・・検知器、６・・・水晶体、７・・・押けげ面
、８・・・押付はビン、９・・・Ｘｉ、１０・・・金属
表面、１５・・水晶体下面、１６．１７・・・Ｘ線通路
、１８・・・穿孔部 試料−半粍（１） 頻度 ＦＪ人深ｊ（ｎｍ） 強度 ＋ １０ １００ １０００ 浸入閑さくｒｒｎ） 試料−を径（ａ） 頻度 讃入床さくｎｍ） 侵入深さくｎｍ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、表面にＸ線を当て、金属試料上に固定された検知器
で、金属試料から出る線のスペクトルを分光検査する、
Ｘ線は調節可能なＸ線源を用いて金属試料の表面上に触
れるように調整可能であり、励起されたＸ線の発散は２
個の絞りを用いて限定可能であり、これらの絞りは光学
ベンチとしての役目をする水晶体に接して配置されてい
る、金属試料表面中の金属痕跡量を非破壊的に測定する
装置において、この装置は、水晶体（６）の表面（１５
）に金属試料（２）を押し付けることのできる定位装置
（７、８）を有し、この定位装置は金属試料（２）に対
する押付けピン（８）及び押付け面（７）を有すること
を特徴とする、金属試料表面中の金属痕跡量を非破壊的
に測定する装置。 ２、絞り（３）は舌状絞りであり、絞り（４）は円柱絞
りであり、これらは、面（１５）と関連して調節可能で
ある、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、絞り（４）は、穴絞り（１９）を有し、検出器（５
）を収容する円柱（１２）である、特許請求の範囲第１
項又は第２項記載の装置。 ４、珪素ウェハの検査に使用するための、特許請求の範
囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3606748A DE3606748C1 (de) | 1986-03-01 | 1986-03-01 | Anordnung zur zerstoerungsfreien Messung von Metallspuren |
| DE3606748.2 | 1986-03-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62255858A true JPS62255858A (ja) | 1987-11-07 |
Family
ID=6295290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62043258A Pending JPS62255858A (ja) | 1986-03-01 | 1987-02-27 | 金属試料表面中の金属痕跡量を非破壊的に測定する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4847882A (ja) |
| EP (1) | EP0235640B1 (ja) |
| JP (1) | JPS62255858A (ja) |
| DE (2) | DE3606748C1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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