TW201930865A - Ｘ射線檢查裝置 - Google Patents

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梅垣志朗
淺野繁松
山口僚太郎
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Abstract

本發明之X射線檢查裝置具備：試樣配置部11，其配置成為檢查對象之試樣；試樣配置部定位機構30，其使試樣配置部11移動；測角器20，其包含獨立地回轉之第1、第2回轉構件22、23；X射線照射單元40，其搭載於第1回轉構件22；及二維X射線檢測器50，其搭載於第2回轉構件23。而且，試樣配置部定位機構30包含x旋轉機構35，該x旋轉機構35係使試樣配置部11及Φ軸以於測定點P與θs軸及θd軸正交且於水平方向延伸之x軸為中心旋轉。

Description

X射線檢查裝置
本發明係關於一種適於半導體製造領域等製造於基板上積層有多個薄膜而成之多層膜構造之元件之技術領域的X射線檢查裝置。
半導體等在基板上積層有多個薄膜之多層膜構造之元件的特性係根據所成膜之薄膜之膜厚、密度、結晶性等狀態而變化。近年來，該等元件之微細化、積體化進展，其傾向趨於明顯。因此，要求可準確地測定所成膜之薄膜之狀態之薄膜檢查裝置。
作為此種檢查裝置，習知以來已知有利用剖面穿透式電子顯微鏡(TEM)直接測量、或利用光干涉或橢圓偏振技術之膜厚檢查裝置、或光音響式裝置等。於剖面穿透式電子顯微鏡(TEM)中，實際情況係無法進行組裝至製造步驟且即時地對檢查對象之薄膜進行檢查之所謂線內檢查，而且自製造線抽取出用於檢查之製品於檢查後被廢棄。又，利用光干涉或橢圓偏振技術之膜厚檢查裝置或光音響式裝置雖然適合於線內檢查，但是對於數nm之較薄之膜之測定而言精度不足。
對半導體元件製造商而言，拋棄式之檢查用晶圓(鍍膜晶圓(blanket wafer))於成本方面負擔較大。尤其，近年來半導體晶圓之大口徑化進展，一片鍍膜晶圓所花費之成本亦趨於高價格 化。
本申請人係鑒於此種情況，先提出一種線內型X射線薄膜檢查裝置，其組裝至成膜製品之製造步驟，直接檢查製品本身，不拋棄晶圓，即便為數nm之較薄之膜亦能夠以充分之精度進行檢查(參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2006-153767號公報
[專利文獻2]日本專利特開2013-210377號公報
[專利文獻3]國際公開WO2004/114325號
進而，於目前之尖端大型積體電路(LSI，Large-Scale Integration)之技術領域中，需要SiGe或化合物半導體之晶格應變、應力、組成比、膜厚等嚴格之測定。又，關於發光二極體(LED，Light Emitting Diode)或半導體雷射(LD)等光學元件中所使用之III-V族、II-VI族等之化合物半導體薄膜或微機電系統(MEMS，micro-electromechanical system)等中所使用之壓電薄膜，嚴格地測定其結晶性之需求亦增加，要求開發應對該等之X射線檢查裝置。
為了應對該等用途，且於線內實現高效率之檢查，例如，必須可高精度且高處理量地測定捕捉X射線繞射中之面內(In-plane)繞射之X射線繞射測定或搖擺曲線(Rocking Curve)測定等。然而，習知之線內型X射線檢查裝置中，無法高精度地實施捕 捉該等面內(In-plane)繞射之X射線測定。
本發明之目的在於提供一種線內型X射線檢查裝置，其組裝至製造步驟中，且可高精度且高效率地測定捕捉上述面內繞射之X射線測定。
即，本發明之X射線檢查裝置具備：試樣配置部，其配置作為檢查對象之試樣；試樣配置部定位機構，其使試樣配置部移動；測角器，其包含獨立地回轉之第1、第2回轉構件；X射線照射單元，其搭載於第1回轉構件，將X射線聚光並照射至預先設定之測定點；及二維X射線檢測器，其搭載於第2回轉構件。
此處，測角器包含：θs回轉機構，其使第1回轉構件以通過測定點且於水平方向延伸之θs軸為中心進行回轉，設定來自X射線照射單元之X射線對配置於試樣配置部之試樣之入射角；及θd回轉機構，其使第2回轉構件以與θs軸一致之θd軸為中心進行回轉，設定X射線檢測器之掃描角。
又，試樣配置部定位機構包含：Φ旋轉機構，其使試樣配置部以與配置於試樣配置部之試樣之表面正交之Φ軸為中心進行旋轉；X移動機構，其使試樣配置部及Φ軸朝向與θa軸及θd軸呈直角交叉之X方向直線移動；Y移動機構，其使試樣配置部及Φ軸朝向與X方向呈直角交叉 之Y方向直線移動；Z移動機構，其使試樣配置部朝向與配置於該試樣配置部之試樣之表面正交之Z方向移動；x旋轉機構，其使試樣配置部及Φ軸以於測定點與θs軸及θd軸正交且於水平方向延伸之x軸為中心進行旋轉；及xω旋轉機構，其使試樣配置部及Φ軸以於測定點與x軸正交且與配置於試樣配置部之試樣之表面平行地延伸之xω軸為中心進行旋轉，並且使該xω旋轉機構藉由x旋轉機構圍繞x軸進行旋轉。
進而，X射線照射單元構成為，使X射線朝向與X射線之光軸呈直角交叉且與θs軸平行之橫向聚光，並且使X射線亦朝向與X射線之光軸呈直角交叉且與θs軸亦呈直角交叉之縱向聚光。
根據上述構成之本發明之X射線檢查裝置，驅動x旋轉機構，將配置於試樣配置部之試樣之表面垂直配置之狀態下，對試樣表面照射來自X射線照射單元之聚光X射線，並且藉由θs回轉機構使X射線對試樣之入射角變化，藉此可實施面內繞射之搖擺曲線測定。
此處，又，自試樣表面以固定範圍之繞射角度出現之繞射X射線可藉由二維X射線檢測器一起檢測，故而可實現以高處理量進行測定。
而且，由於在試樣表面，由X射線照射單元聚光之X射線照射至微小點，故而藉由檢測自該微小點出現之繞射X射線，可實現高分解能且高精度之測定。
較佳為，上述X射線照射單元構成為，於測定點，使X射線向橫向及縱向分別聚光為100μm以內之半值寬。
又，較佳為，Y移動機構係以於藉由x旋轉機構將試樣配置部水平地配置之狀態下，使該試樣配置部移動之方向(Y方向)成為與θs軸及θd軸平行之方式構成。利用此種構成，Y移動機構能夠兼備作為試樣交換機構之功能，該試樣交換機構係藉由使試樣配置部向該Y方向移動(水平移動)，而將試樣配置部配置於預先設定之試樣交換位置。
而且，構成為使藉由Y移動機構而使試樣配置部移動之方向(即Y方向)與成為第1回轉構件之回轉中心之θs軸或成為第2回轉構件之回轉中心之θd軸平行，藉此可不與搭載於第1回轉構件之X射線照射單元之回轉軌道或搭載於第2回轉構件之二維X射線檢測器之回轉軌道干涉地使試樣配置部向試樣交換位置水平移動。因此，能夠實現組裝至成膜製品之製造步驟中且即時地對檢查對象之薄膜進行檢查之所謂線內X射線檢查。
另一方面，藉由Y移動機構具備作為試樣交換機構之功能，而向Y方向之移動距離變長，其結果，不可否認Y移動機構大型化。因此，於本發明之X射線檢查裝置中，於Y移動機構之上搭載Φ旋轉機構，謀求Φ旋轉機構之驅動所需要之轉矩之減輕。藉此，可實現Φ旋轉機構之小型化以及以較小之電力順利地驅動。
本發明之X射線檢查裝置亦可構成為具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對試樣配置部定位機構、包含第1與第2回轉構件之測角器、及X射線照射單元進行控制，並實施面內繞射之搖擺曲線測定。
此時，控制部構成為包含如下控制功能： 驅動x旋轉機構，將配置於試樣配置部之試樣之表面垂直配置，驅動Z移動機構，將配置於試樣配置部之試樣之被檢查部位與測定點之高度對準，並且，驅動Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於測定點，進而，驅動θs回轉機構及xω旋轉機構，將來自X射線照射單元之X射線自相對於試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與θs回轉機構連動並驅動θd回轉機構，將二維X射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自試樣出現之繞射X射線之位置，且，驅動θs回轉機構，使X射線對試樣之入射角變化，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
又，控制部亦可以如下方式構成。
即，控制部亦可構成為包含如下控制功能：驅動x旋轉機構，將配置於試樣配置部之試樣之表面垂直配置，驅動Z移動機構，將配置於試樣配置部之試樣之被檢查部位與測定點之高度對準，並且，驅動Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於測定點，進而，驅動θs回轉機構，將來自X射線照射單元之X射線自相對於試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與θs回轉機構連動並驅動θd回轉機構，將二維X射線檢測器配置於檢測根據布拉格定律自試樣出現之繞射X射線之位置，且，驅動Φ旋轉機構，並且使X移動機構及Y移動機構與該驅動連動，藉此將試樣之被檢查部位保持於測定點，且使X射線對試 樣之入射角變化，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
進而又，控制部亦可以如下方式構成。
即，控制部亦可構成為包含如下控制功能：驅動x旋轉機構，將配置於試樣配置部之試樣之表面垂直配置，驅動Z移動機構，將配置於試樣配置部之試樣之被檢查部位與測定點之高度對準，並且，驅動Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於測定點，進而，驅動θs回轉機構及xω旋轉機構，將來自X射線照射單元之X射線自相對於試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與θs回轉機構連動並驅動θd回轉機構，將二維X射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自試樣出現之繞射X射線之位置，於自X射線照射單元聚光而入射至試樣之X射線之聚光角度之範圍內，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
若如此構成，則無需驅動θs回轉機構使X射線對試樣之入射角變化，或無需驅動Φ旋轉機構使試樣向面內方向(Φ方向)微小旋轉，能夠於短時間內實施面內繞射之搖擺曲線測定，從而可實現以較高之處理量進行測定。
又，本發明之X射線檢查裝置亦可構成為具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對試樣配置部定位機構、包含第1與第2回轉構件之測角器、及X射線照射單元進行控制，並實施面內繞射測定。
此處，控制部構成為包含如下控制功能：驅動x旋轉機構，將配置於試樣配置部之試樣之表面垂直配置， 驅動Z移動機構，將配置於試樣配置部之試樣之被檢查部位與測定點之高度對準，並且，驅動Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於測定點，進而，驅動θs回轉機構及xω旋轉機構，將來自X射線照射單元之X射線自相對於試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與θs回轉機構連動並驅動θd回轉機構，將二維X射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自試樣之表面出現之繞射X射線之位置，實施面內繞射測定。
又，本發明之X射線檢查裝置亦可構成為具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對試樣配置部定位機構、包含第1與第2回轉構件之測角器、及X射線照射單元進行控制，並實施極點測定。
此時，控制部構成為包含如下控制功能：驅動x旋轉機構，使配置於試樣配置部之試樣之表面以x軸為中心旋轉，藉此將極點測定之傾斜角α設定於0°至90°之範圍內，並且，驅動Φ旋轉機構，使配置於試樣配置部之試樣之表面以Φ軸為中心進行旋轉，藉此設定極點測定之面內旋轉角β，並實施極點測定。
根據上述本發明，可組裝至製造步驟中，於線內高精度且高效率地測定捕捉面內繞射之X射線測定。
a、a1、b1、b2、c1、c2‧‧‧X射線
a2‧‧‧特性X射線
b‧‧‧繞射X射線
S‧‧‧試樣
P‧‧‧測定點
10‧‧‧試樣台
11‧‧‧試樣配置部
20‧‧‧測角器
21‧‧‧測角器本體
22‧‧‧第1回轉臂
23‧‧‧第2回轉臂
30‧‧‧定位機構
31‧‧‧Φ旋轉機構
32‧‧‧X移動機構
33‧‧‧Y移動機構
34‧‧‧Z移動機構
35‧‧‧x旋轉機構
36‧‧‧xω旋轉機構
40‧‧‧X射線照射單元
41‧‧‧X射線管
42‧‧‧第1 X射線光學元件
42a、43a‧‧‧表面
43‧‧‧第2 X射線光學元件
44‧‧‧聚光狹縫
50‧‧‧X射線檢測器
100‧‧‧中央處理裝置
101‧‧‧XG控制器
102‧‧‧定位控制器
103‧‧‧測角控制器
104‧‧‧計數控制電路
110‧‧‧記憶部
201‧‧‧操作部
202‧‧‧顯示部
203‧‧‧通信部
圖1A係表示本發明之實施形態之X射線檢查裝置之整體構造 的前視圖。圖1B表示相同構造之側視圖。
圖2A係示意性地表示本發明之實施形態之X射線檢查裝置之主要構造的前視圖。圖2B係表示相同構造之側視圖。
圖3係示意性地表示基於試樣配置部定位機構之試樣配置部之移動方向之圖。
圖4A係示意性地表示本發明之實施形態之X射線照射單元之構成的前視圖。圖4B係表示相同構成之仰視圖。
圖5係圖4A及圖4B所示之X射線照射單元之立體圖。
圖6A係將圖4A、圖4B及圖5所示之X射線照射單元中所包含之第1 X射線光學元件與第2 X射線光學元件放大表示之前視圖。圖6B係表示相同元件之仰視圖。
圖7A係示意性地表示自X射線照射單元照射至半導體晶圓之檢查面之X射線之軌道、與自該檢查面反射後入射至X射線檢測器之繞射X射線之軌道之前視圖。圖7B係將圖7A中之測定點P之部分放大表示之俯視圖。
圖8係表示本發明之實施形態之X射線檢查裝置之控制系統(控制部)的方塊圖。
圖9係用以說明面內X射線繞射測定之概念圖。
圖10A係用以說明本發明之實施形態之X射線檢查裝置之面內X射線繞射測定之實施順序之與圖2對應的前視圖。圖10B係表示相同情況之側視圖。
圖11係用以說明本發明之實施形態之X射線檢查裝置之面內X射線繞射測定之實施順序之與圖3對應的模式圖。
圖12係用以說明面內繞射之搖擺曲線測定之概念圖。
圖13係用以說明極點測定之概念圖。
圖14A係示意性地表示本發明之實施形態之X射線檢查裝置之另一構成例的前視圖。圖14B係表示相同構成之側視圖。
以下，參照圖式對本發明之實施形態詳細地進行說明。
[X射線檢查裝置之基本構成]
圖1A、圖1B係表示本發明之實施形態之X射線檢查裝置之整體構造的圖。圖2A、圖2B係示意性地表示相同裝置之主要構造之圖。如該等之圖所示，本發明之實施形態之X射線檢查裝置具備試樣台10、測角器20、試樣配置部定位機構(以下，有時亦簡稱為「定位機構」)30、X射線照射單元40、及X射線檢測器50。
於試樣台10之上表面形成有試樣配置部11。成為檢查對象之半導體晶圓(試樣S)配置於該試樣配置部11。試樣台10藉由定位機構30而驅動。於X射線檢查裝置預先設定有測定點P。而且，藉由利用定位機構30來驅動試樣台10，而將配置於試樣配置部11之試樣S之被測定部位定位於該測定點P。
於試樣配置部11，裝備有將試樣S固定之機構(未圖示)。藉由該試樣固定機構，而如下所述於將試樣配置部11之表面(試樣台10之上表面)垂直配置時，亦防止試樣S自試樣配置部11脫落。作為試樣S之固定機構，例如，可採用如下構成：藉由於試樣配置部11之表面使數個抽吸噴嘴開口，利用真空泵等抽吸裝置對該抽吸噴嘴之中空部內進行真空抽吸，而於試樣配置部11之表面吸附試樣S。當然，亦可採用除此以外之公知之試樣固定機構。
測角器20係於測角器本體21內置有θs回轉機構與θd回轉機構。θs回轉機構係使第1回轉臂(回轉構件)22以通過預先設定之測定點P且於水平方向延伸之θs軸為中心，向圖2A之箭頭θs之方向回轉。於該第1回轉臂22，搭載有X射線照射單元40。而且，藉由第1回轉臂22之移動，而設定來自X射線照射單元40之X射線對試樣S之入射角。
又，θd回轉機構係以通過預先設定之測定點P且於水平方向延伸之θd軸為中心，使第2回轉臂(回轉構件)23向圖2A之箭頭θd之方向回轉。於該第2回轉臂23，搭載有X射線檢測器50。而且，藉由第1回轉臂22之移動，而設定X射線檢測器50之掃描角。即，藉由第1回轉臂22之移動，而將X射線檢測器50配置於檢測根據布拉格定律自試樣S之表面出現之繞射X射線之位置。上述θs軸與θd軸成為同軸上之回轉中心軸。
定位機構30包含用以使試樣配置部11向各方向移動之Φ旋轉機構31、X移動機構32、Y移動機構33、Z移動機構34、x旋轉機構35、及xω旋轉機構36。圖3係示意性地表示基於定位機構30之試樣配置部11之移動方向之圖。參照該圖與圖2A、圖2B，對定位機構30進行說明。Φ旋轉機構31係使試樣配置部11以與配置於試樣配置部11之試樣S之表面正交之Φ軸為中心，向圖之箭頭Φ之方向旋轉，X移動機構32係使試樣配置部11及Φ軸向與θs軸及θd軸呈直角交叉之X方向直線移動。Y移動機構33係使試樣配置部11及Φ軸向與X方向呈直角交叉之Y方向直線移動。Z移動機構34係使試樣配置部11向與配置於該試樣配置部11之試樣S之表面正交之Z方向移動。x旋轉機構35係使試樣配置部11及Φ 軸以於測定點P與θs軸及θd軸正交且於水平方向延伸之x軸為中心，向圖之箭頭x之方向旋轉。xω旋轉機構36係使試樣配置部11及Φ軸以於測定點P與x軸正交且與配置於試樣配置部11之試樣之表面平行地延伸之xω軸為中心，向圖之箭頭xω之方向旋轉。進而，該xω旋轉機構36係藉由x旋轉機構35繞x軸朝向圖之箭頭x之方向旋轉。
此外，於X射線檢查裝置，預先設定有試樣交換位置(未圖示)。形成於試樣台10之上表面之試樣配置部11被向該試樣交換位置搬送。於試樣交換位置中，藉由機械手臂等試樣交換裝置(未圖示)，將檢查完畢之試樣S自試樣配置部11取出，並且將成為檢查對象之新試樣S配置於試樣配置部11。於本實施形態之X射線檢查裝置中，構成為Y移動機構33作為用以使試樣配置部11向試樣交換位置移動之試樣交換機構而發揮功能。
此處，構成為於藉由x旋轉機構35將試樣配置部11水平地配置之狀態下，使該試樣配置部11移動之方向(Y方向)與θs軸及θd軸平行。而且，於向該方向之試樣配置部11之移動路徑上設定有試樣交換位置。如此，藉由使試樣配置部11向與θs軸及θd軸平行之方向移動，而不與搭載有X射線照射單元40之第1回轉臂22或搭載有X射線檢測器50之第2回轉臂23干涉，能夠使試樣配置部11移動至試樣交換位置。
另一方面，藉由Y移動機構33具備作為試樣交換機構之功能，而向Y方向之移動距離變長，其結果，不能否定Y移動機構33大型化。因此，於本實施形態之X射線檢查裝置中，於Y移動機構33之上搭載Φ旋轉機構31，謀求Φ旋轉機構31之驅動所 需要之轉矩之減輕。藉此，可實現Φ旋轉機構31之小型化及以較小之電力順利地驅動。
於本實施形態之X射線檢查裝置中，如圖1A~圖2B所示，構成為於x旋轉機構35之上搭載有xω旋轉機構36、X移動機構32、Y移動機構33、Z移動機構34、Φ旋轉機構31及試樣台10。具體而言，構成為藉由x旋轉機構35使xω旋轉機構36圍繞x軸旋轉。於該xω旋轉機構36之上，搭載有X移動機構32及Y移動機構33。進而，於Y移動機構33之上，搭載有Z移動機構34。進而，於該Z移動機構34之上，搭載有Φ旋轉機構31。進而，構成為於該Φ旋轉機構31之上，搭載有試樣台10。
X射線照射單元40具有使自X射線管產生之X射線單色化為特定波長之特性X射線，並且聚光於一個部位之功能。X射線照射單元40係以將X射線聚光並照射至預先設定之測定點P之方式，調整X射線之照射軌道。如前文敍述般，配置於試樣配置部11之試樣S之被測定部位被定位於測定點P。再者，關於X射線照射單元40之詳細構造將於下文敍述。
X射線檢測器50採用二維X射線檢測器。二維X射線檢測器具有二維地構成之面狀之X射線檢測部，可將自試樣S之表面出現之繞射X射線一起記錄至該面狀之X射線檢測部。因此，具有與比例計數器(PC)或閃爍計數器(SC)等一維X射線檢測器相比，可縮短測定所需要之時間之特徵。
又，近年來，亦開發有如下二維半導體檢測器，即，於X射線檢測部排列多個100μm以下之非常小之像素尺寸之矽半導體元件，藉由該等半導體元件具有較高之位置分解能並能以短時 間高精度地檢測X射線。藉由採用此種二維半導體檢測器作為X射線檢測器50，能夠實現於製造步驟中之線內以高效率且高精度進行X檢查。
[X射線照射單元之構成例]
其次，參照圖4A~圖7B對X射線照射單元詳細地進行說明。圖4A~圖7B所示之X射線照射單元40包含X射線管41、第1 X射線光學元件42、第2 X射線光學元件43、及聚光狹縫44(狹縫構件)作為構成要素。該等各構成要素內置於未圖示之單元本體。單元本體係設為可搭載於第1回轉臂22之小型尺寸形狀。再者，聚光狹縫44僅顯示於圖7A，於圖4A、圖4B及圖5中省略。
X射線管41例如可使用靶上之電子束焦點尺寸為Φ100μm左右之微小焦點X射線管球。作為靶材料，可根據需要選擇銅(Cu)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎢(W)、鉻(Cr)、銀(Ag)、金(Au)等。尤其，若使用銅(Cu)作為靶材料，則可藉由下述第1、第2 X射線光學元件42、43，僅取出具有較高之角度分解能之Cu-Kαl之特性X射線。因此，藉由將該Cu-Kαl之特性X射線照射至試樣，能夠實現以良好之處理量進行X射線薄膜檢查。
第1、第2 X射線光學元件42、43具有如下功能，即，將自X射線管41放射之X射線a1入射，僅取出特定波長之特性X射線，並且使該取出之特性X射線a2聚光於配置在試樣台10之試樣之表面上。
如圖4A~圖7B所示，第1 X射線光學元件42與第2 X射線光學元件43係將供X射線入射且使特性X射線反射之表 面(以下，簡稱為「表面」)42a、43a相互正交地配置。而且，如圖7A所示，該等第1 X射線光學元件42與第2 X射線光學元件43係使特定波長之特性X射線a2於配置於試樣台10之試樣之表面上聚光呈四邊形狀之微小點。再者，圖7B係示意性地表示試樣(半導體晶圓)之表面中之特性X射線a2聚光之位置的放大俯視圖。
再者，於本實施例中，將第1 X射線光學元件42與第2 X射線光學元件43以1邊相互相切之並列(Side-by-Side)方式配置，但並不限定於此，亦可以被稱為柯克浱屈克-貝茨型(Kirkpatrick-Baez(KB))之串聯方式配置。
於配置於試樣台10之試樣之表面中，由第1、第2 X射線光學元件42、43反射後被取出之特性X射線聚光之位置成為測定點P。如此，為了使特性X射線聚光於測定點P，各X射線光學元件42、43之表面42a、43a彎曲形成為凹面狀。
此處，第1 X射線光學元件42係於與X射線之光軸正交且與θs軸正交之縱向使X射線聚光。另一方面，第2 X射線光學元件43係於與X射線之光軸正交且與θs軸平行之橫向使X射線聚光。
進而，第1 X射線光學元件42係由具有較高之結晶性之結晶材料構成。換言之，第1 X射線光學元件42係由固有之搖擺曲線寬度(即，可反射平行光束之角度範圍)極小之結晶材料構成。作為如此般固有之搖擺曲線寬度極小之結晶材料，相當於晶格缺陷或雜質極少之完全結晶之結晶材料符合。
於本實施形態中，藉由固有之搖擺曲線寬度為0.06°以下之結晶材料而構成。藉由使用自該結晶材料取出之特性X射線 a2，可於X射線薄膜測定中獲得0.06°以下之較高之角度分解能。作為結晶材料，例如，可使用Ge(111)或Si(111)。於使用Ge(111)之情況下，獲得0.06°以下之搖擺曲線寬度。又，於使用Si(111)之情況下，獲得0.02°以下之搖擺曲線寬度。
進而，根據第1 X射線光學元件42，可於測定點P，使X射線向縱向以100μm以內之半值寬聚光。又，第1 X射線光學元件42具有僅取出特定波長之特性X射線並將其單色化之功能。
另一方面，第2 X射線光學元件43係由多層鏡構成。該第2 X射線光學元件43具有僅取出特定波長之特性X射線而單色化之功能。此處，以使自第2 X射線光學元件43取出與由第1 X射線光學元件42取出之特性X射線相同之波長之特性X射線之方式調整。進而，根據第2 X射線光學元件43，可於測定點P，使X射線向橫向以100μm以內之半值寬聚光。
如圖6A、圖6B中放大表示般，自X射線管41出射後入射至第2 X射線光學元件43之表面43a之X射線b1係由該X射線光學元件43單色化後反射，以於橫向聚光之方式前進，繼而向第1 X射線光學元件42之表面42a入射。然後，入射至第1 X射線光學元件42之表面42a之X射線b2亦由該X射線光學元件42單色化後反射，以於縱向聚光之方式前進，照射至圖4A、圖4B所示之測定點P。
另一方面，自X射線管41出射後入射至第1 X射線光學元件42之表面42a之X射線c1由該X射線光學元件42單色化後反射，以於縱向聚光之方式前進，繼而向第2 X射線光學元件43之表面43a入射。然後，入射至第2 X射線光學元件43之表面 43a之X射線c2以於橫向聚光之方式前進，照射至圖4A、圖4B所示之測定點P。
如此，自X射線管41出射而來之X射線a1係於第1X射線光學元件42之表面42a與第2 X射線光學元件43之表面43a分別各反射1次，於該過程中僅取出特定波長之特性X射線a2，該特性X射線a2聚光於測定點P。
再者，於上述專利文獻2及專利文獻3中，揭示有將完全結晶與多層光學零件組合構成之X射線光束調整系統。然而，於該等文獻中，未揭示對以半導體晶圓為檢查對象之試樣之X射線檢查裝置最佳化之構成。
聚光狹縫44係以將由第1、第2 X射線光學元件42、43反射而來之特性X射線a2自上述縱向之兩側遮蔽一部分之方式配置。該聚光狹縫44具有限制由第1、第2 X射線光學元件42、43反射而來之聚光X射線a2之縱向之聚光的功能。
根據將上述構成之X射線照射單元40搭載於第1回轉臂22之X射線檢查裝置，可藉由第1 X射線光學元件42、第2 X射線光學元件43及聚光狹縫44使X射線聚光於微小區域。因此，能夠將X射線照射至半導體晶圓之表面中之極微小之檢查區域而實施薄膜測定。而且，第1 X射線光學元件42由於藉由固有之搖擺曲線寬度極小之結晶材料而構成，故而藉由使用由該結晶材料取出之特性X射線a2，可於X射線薄膜測定中獲得極高之角度分解能。
[X射線檢查裝置之控制系統]
圖8係表示X射線檢查裝置之控制系統(控制部)之方塊圖。X射線照射單元40之控制係由X射線產生器(XG，X-ray Generator)控制器101執行。定位控制器102驅動控制定位機構30。測角器20係藉由測角控制器103而驅動控制。XG控制器101、定位控制器102、測角控制器103之各構成部係基於自中央處理裝置(CPU)100發送而來之設定資訊分別作動。此處，設定資訊作為製程配方預先記憶於記憶部110，由中央處理裝置(CPU)100讀出後輸出至上述各構成部。X射線檢測器50係藉由計數控制電路104而控制。該等各構成部及中央處理裝置100係由電腦構成，預先安裝於記憶部110且根據控制用程式而執行各自之控制動作。
又，X射線檢查裝置具備操作部201，該操作部201包含用以供操作員輸入裝置之動作所需之各種設定之鍵盤或滑鼠等。進而，X射線檢查裝置具備由液晶顯示器等構成之顯示部202及執行經由網路之資料通信之通信部203。
[面內X射線繞射測定]
其次，對上述構成之X射線檢查裝置所具備之面內X射線繞射測定之功能進行說明。如圖9所示，面內X射線繞射測定係對薄膜試樣S之表面非常淺地入射X射線a，於薄膜試樣S之與表面正交之晶格面，對根據布拉格定律繞射而來之繞射X射線b進行測定之方法。藉由該面內X射線繞射測定，可獲得關於與薄膜試樣S之表面正交之方向之結晶之大小或配向性的資訊。
圖8所示之控制系統(控制部)包含對定位機構30、測角器20、X射線照射單元40進行控制並實施面內繞射測定之控制 功能。即，於圖8所示之控制系統(控制部)中之記憶部110，預先安裝有用以實施面內X射線繞射測定之控制程式。進而，於記憶部110預先記憶有面內X射線繞射測定所需要之設定資訊作為製程配方。中央處理裝置(CPU)100根據該控制程式，讀出必要之設定資訊，並將其輸出至控制系統之各構成部。
具體而言，如圖10A、圖10B及圖11所示，於將配置於試樣配置部11之試樣S之表面垂直配置之狀態下，可實施面內繞射測定。即，定位控制器102驅動控制構成定位機構30之x旋轉機構35，將配置於試樣配置部11之試樣S之表面垂直配置。
繼而，定位控制器102驅動控制Z移動機構34，將配置於試樣配置部11之試樣S之被檢查部位與測定點P之高度對準。進而，定位控制器102驅動控制Φ旋轉機構31、X移動機構32及Y移動機構33，將試樣S之被檢查部位以預先設定之方向定位於測定點P。
進而，定位控制器102驅動控制xω旋轉機構36，調整為來自X射線照射單元40之入射X射線a以幾乎接近於試樣S之表面之角度(△ω)入射之方式。如此對X射線a相對於試樣S之表面之入射方向設定微小角度之原因在於，使X射線以自試樣S之表面吸收較少之狀態照射至晶格面。
而且，測角控制器103驅動控制測角器20之θs回轉機構，設定來自X射線照射單元40之X射線a對試樣S之入射角。
於該狀態下，XG控制器101控制X射線照射單元40，朝向試樣S照射X射線a。於試樣S之內部，在與試樣表面正交之晶格面中根據布拉格定律而X射線繞射。而且，自試樣S之表 面出現繞射X射線b。測角控制器103驅動控制測角器20之θd回轉機構，將X射線檢測器50配置於檢測自試樣S之表面出現之繞射X射線b之位置。X射線檢測器50藉由計數控制電路104而控制，檢測繞射X射線b。
根據本實施形態之X射線檢查裝置，由於可藉由X射線照射單元40將以較高之分解能聚光於微小面積之X射線a向試樣S照射，故而可將該聚光角度範圍之X射線a之束一起照射至試樣S而實施X射線繞射測定。而且，藉由採用二維X射線檢測器作為X射線檢測器50，可將與聚光角度範圍之X射線a之束對應以固定之角度範圍繞射而來之繞射X射線b之束一起檢測，從而可實現測定時間之縮短化。
[面內繞射之搖擺曲線測定]
其次，對上述構成之X射線檢查裝置所具備之面內繞射之搖擺曲線測定之功能進行說明。
如前文敍述般，面內繞射係如圖9所示般於對薄膜試樣S之與表面正交之晶格面入射X射線時，於該晶格面中根據布拉格定律產生之繞射現象。藉由著眼於該面內繞射實施搖擺曲線測定，而於試樣S之面內具有配向性之試樣中，可評估其配向性。即，如圖12所示，藉由使試樣S向面內方向(Φ方向)微小旋轉實施搖擺曲線測定，可評估其旋轉方位之結晶方位之不均之程度。具體而言，於使X射線以θ之角度入射至薄膜試樣S之與表面正交之晶格面時，根據布拉格定律，朝X射線自該晶格面繞射而來之方向(相對於入射X射線之光軸為2θ之角度方向)固定X射線檢測器50。 於該狀態下，使試樣S向面內方向(Φ方向)微小旋轉而實施搖擺曲線測定。
圖8所示之控制系統(控制部)包含對定位機構30、測角器20、及X射線照射單元40進行控制並實施面內繞射之搖擺曲線測定之控制功能。即，於圖8所示之控制系統(控制部)中之記憶部110，預先安裝有用以實施面內繞射之搖擺曲線測定之控制程式，且預先記憶有該測定所需要之設定資訊作為製程配方。中央處理裝置(CPU)100根據該控制程式，讀出必要之設定資訊，並將其輸出至控制系統之各構成部。
具體而言，如圖10A、圖10B及圖11所示，於將配置於試樣配置部11之試樣之表面垂直配置之狀態下，可實施面內繞射之搖擺曲線測定。即，定位控制器102驅動控制構成定位機構30之x旋轉機構35，將配置於試樣配置部11之試樣之表面垂直配置。
繼而，定位控制器102驅動控制Z移動機構34，將配置於試樣配置部11之試樣S之被檢查部位與測定點P之高度對準。進而，定位控制器102驅動控制Φ旋轉機構31、X移動機構32及Y移動機構33，將試樣S之被檢查部位以預先設定之方向定位於測定點P。
進而，定位控制器102驅動控制xω旋轉機構36，調整為來自X射線照射單元40之入射X射線以幾乎接近於試樣S之表面之角度(△ω)入射。而且，測角控制器103驅動控制測角器20之θs回轉機構，設定來自X射線照射單元40之X射線a對試樣S之入射角。與此同時，測角控制器103驅動控制測角器20之θd回 轉機構，將X射線檢測器50配置於檢測根據布拉格定律自試樣S出現之繞射X射線之位置。
於該狀態下，XG控制器101控制X射線照射單元40，朝向試樣S照射X射線a。而且，計數控制電路104控制X射線檢測器50，藉由X射線檢測器50而檢測自試樣S之表面出現之繞射X射線b。
進而，測角控制器103驅動控制測角器20之θs回轉機構，使X射線相對於試樣S之入射角變化。該入射角之變更動作相當於圖12中使試樣S向面內方向(Φ方向)微小旋轉之動作。以該動作，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
又，於圖12中使試樣S向面內方向(Φ方向)微小旋轉之動作亦可藉由如下操作而實現，即，利用定位控制器102驅動控制圖10A、圖10B及圖11所示之Φ旋轉機構31，並且以使X移動機構32及Y移動機構33與該驅動連動之方式進行控制。
上述構成之本實施形態之X射線檢查裝置係於試樣台10之正下方設置有Φ旋轉機構31(參照圖2A、圖2B)，故而於驅動控制X移動機構32與Y移動機構33而將試樣S之被測定部位定位於測定點P時，存在Φ旋轉機構31與試樣S一起於XY方向移動，Φ軸自測定點P偏心之情況。因此，必須將以自測定點P偏心之Φ軸為中心微小旋轉時之測定點P中之旋轉角修正為無該偏心之狀態下之旋轉角。因此，藉由與Φ旋轉機構31一起連動地驅動控制X移動機構32及Y移動機構33，而修正向Φ方向之旋轉動作。
又，根據本實施形態之X射線檢查裝置，由於可藉由X射線照射單元40將以較高之分解能聚光於微小面積之X射線 a向試樣S照射，故而可將該聚光角度範圍之X射線a之束一起照射至試樣S而實施X射線繞射測定。而且，藉由採用二維X射線檢測器作為X射線檢測器50，可將與聚光角度範圍之X射線a之束對應以一定之角度範圍繞射而來之繞射X射線b之束一起檢測。因此，亦可於不會如圖12所示般使試樣S向面內方向(Φ方向)微小旋轉的情況下，以短時間實施面內繞射之搖擺曲線測定方法。
一般而言，於以於基板結晶使薄膜結晶磊晶生長而成之試樣S為對象之搖擺曲線測定方法中，使X射線相對於試樣表面之入射角度θ以2°以上之範圍變化。因此，自X射線照射單元40照射至試樣表面之X射線藉由聚光狹縫44而設定為2°以上之聚光角度，較佳為將該2°以上之角度範圍之X射線照射至試樣之表面。再者，如上所述，於使試樣S向面內方向(Φ方向)微小旋轉而實施面內繞射之搖擺曲線測定之情況下，只要設置狹縫等，縮小照射至試樣S之X射線之範圍即可。
[面內繞射之搖擺曲線測定之具體實施例]
本發明之X射線檢查裝置例如能夠對形成於基板上之SiGe(矽鍺)磊晶薄膜等實施使用面內繞射之搖擺曲線測定。
例如，根據本發明之X射線檢查裝置，能以形成於矽基板上之SiO2薄膜上之SiGe薄膜(SGOI：SiGe on Insulator)為測定對象，以如下方式實施面內繞射之搖擺曲線測定。
例如，SGOI係藉由於Si(100)面與基板表面平行之矽基板上使SiGe薄膜結晶成長，其次照射氧離子，以適當之條件對其進行高溫處理，由此於矽基板與SiGe膜之間形成SiO2膜而製作。
如此製作出之SGOI之SiGe係藉由SiO2膜之存在而橫向之晶格常數較Si緩和。另一方面，若SiO2膜之形成條件不合適，則有產生差排之虞。即，為了評估、管理SGOI之結晶品質，高精度地測定SiGe之橫向之晶格常數極為重要。
亦即，可知可評估對於與基板表面垂直之晶格面之X射線繞射，即可進行面內繞射測定具有極大之意義。
進而，由於SiGe薄膜之膜厚為數十nm左右，非常薄，故而若為高入射角則X射線將穿透而無法獲得充分之繞射線。相對於此，若為面內繞射則將X射線非常淺地入射至基板表面，故而具有可檢測充分之繞射線且可確保資料之精度之優點。
作為與基板表面垂直之SiGe晶格面之一例，只要按照如下順序針對SiGe(400)實施搖擺曲線測定即可。將形成有SGOI之基板(試樣S)配置並固定於試樣台10之上，驅動x旋轉機構35而使基板相對於水平面大致垂直地定位。若與X射線入射方向完全平行則X射線無法入射，故而驅動調整x旋轉機構35或xω旋轉機構36，以X射線可非常淺地入射至基板之方式配置基板。
其次，驅動X移動機構32與Y移動機構33決定測定點之後，驅動調整Φ旋轉機構31或測角器20，於Si晶格面(400)中，將基板及X射線照射單元40設定為X射線布拉格反射之角度。
藉由如此設定，而檢測自Si基板結晶之(400)面反射而來之繞射X射線、以及朝與其稍微偏移之方向自SiGe(400)面反射而來之繞射X射線之峰值強度。X射線檢測器50係以可一起檢測來自Si基板結晶之繞射X射線與來自SiGe之繞射X射線之方式配置。
X射線照射單元40由於可將以較高之分解能聚光於微小面積之單色X射線照射至表面，故而可將該聚光角度範圍之X射線之束一起照射至基板。因此，可不掃描X射線照射單元40、X射線檢測器50、基板等，以極短時間進行搖擺曲線測定。
當然，藉由對來自X射線源之X射線利用光束狹縫等縮小發散角，並且掃描搭載有X射線源之測角器，亦能夠進行搖擺曲線之測定。
另一方面，如上所述，於本實施形態之X射線檢查裝置中，由於X射線檢測器50使用二維檢測器，故而無須依照X射線源掃描X射線檢測器50。又，藉由將試樣之測定點作為旋轉中心而驅動調整Φ旋轉機構31、X移動機構32及Y移動機構33並進行掃描，亦能夠進行搖擺曲線測定。
根據本發明之X射線檢查裝置，如以上般，可對SiGe磊晶薄膜等高精度且高速地進行面內繞射下之搖擺曲線測定，能夠對該薄膜之結晶品質之分析、管理發揮極為重要之作用。
[極點測定]
其次，對上述構成之X射線檢查裝置所具備之極點測定之功能進行說明。於極點測定中，如圖13所示，著眼於試樣S之某一晶格面，使試樣S之傾斜角α與面內旋轉角β之2個參數變化，使X射線自各種方向入射至試樣S，測定自晶格面繞射而來之繞射X射線。而且，極點測定係於以α、β為參數之極點圖中描繪繞射X射線之強度分佈並分析於哪個α、β之位置觀測繞射線之測定方法。藉由該極點測定，可評估薄膜材料、尤其是多晶薄膜之結晶方位或 其配向性等。
圖8所示之控制系統(控制部)包含對定位機構30、測角器20、及X射線照射單元40進行控制並實施極點測定之控制功能。即，於圖8所示之控制系統(控制部)中之記憶部110，預先安裝有用以實施極點測定之控制程式。進而，於記憶部110預先記憶有極點測定所需要之設定資訊作為製程配方。中央處理裝置(CPU)100根據該控制程式，讀出必要之設定資訊，並將其輸出至控制系統之各構成部。
具體而言，定位控制器102驅動控制構成定位機構30之x旋轉機構35，使配置於試樣配置部11之試樣S之表面以x軸為中心旋轉，藉此，使極點測定之傾斜角α於0°至90°之範圍內變化。又，定位控制器102驅動控制構成定位機構30之Φ旋轉機構31，使配置於試樣配置部11之試樣S之表面以Φ軸為中心旋轉，藉此，使極點測定之面內旋轉角β變化。如此一來，XG控制器101控制固定於固定位置之X射線照射單元40，朝向試樣S照射X射線a。而且，以X射線檢測器50於固定位置檢測自試樣繞射而來之繞射X射線之方式，利用計數控制電路104控制X射線檢測器50。
再者，當然本發明並不限定於上述實施形態，亦能夠進行其他各種變形實施或應用實施。例如，上述實施形態之X射線檢查裝置係以於半導體製造線上流動之半導體晶圓為檢查對象，但並不限定於此，例如，亦能夠應用於在半導體製造線之後續步驟中以半導體元件之微小部位作為被測定部位之X射線檢查。
又，於上述實施形態中，對面內X射線繞射測定、 面內繞射之搖擺曲線測定及極點測定之功能進行了說明，但本發明之X射線檢查裝置當然不僅可進行該等測定，而且亦可實施通常之X射線繞射測定或搖擺曲線測定、X射線反射率測定、逆晶格匹配測定等。
又，於圖2A、圖2B所示之X射線檢查裝置中，構成為將X移動機構32設置於Y移動機構33與xω旋轉機構36之間，但亦可如圖14A、圖14B所示，構成為將X移動機構32設置於x旋轉機構35之下，不僅使試樣台10、Φ旋轉機構31、Z移動機構34及Y移動機構33向X方向直線移動，亦可使xω旋轉機構36及x旋轉機構35亦向X方向直線移動。

Claims (8)

  1. 一種X射線檢查裝置，其特徵在於具備：試樣配置部，其配置作為檢查對象之試樣；試樣配置部定位機構，其使上述試樣配置部移動；測角器，其包含獨立地回轉之第1、第2回轉構件；X射線照射單元，其搭載於上述第1回轉構件，將X射線聚光並照射至預先設定之測定點；及二維X射線檢測器，其搭載於上述第2回轉構件；上述測角器包含：θs回轉機構，其使上述第1回轉構件以通過上述測定點且於水平方向延伸之θs軸為中心進行回轉，設定來自上述X射線照射單元之X射線對配置於上述試樣配置部之試樣之入射角；及θd回轉機構，其使上述第2回轉構件以與上述θs軸一致之θd軸為中心進行回轉，設定上述X射線檢測器之掃描角；上述試樣配置部定位機構包含：Φ旋轉機構，其使上述試樣配置部以與配置於上述試樣配置部之試樣之表面正交之Φ軸為中心進行旋轉；X移動機構，其使上述試樣配置部及Φ軸朝向與上述θs軸及θd軸呈直角交叉之X方向直線移動；Y移動機構，其使上述試樣配置部及Φ軸朝向與上述X方向呈直角交叉之Y方向直線移動；Z移動機構，其使上述試樣配置部朝向與配置於該試樣配置部之試樣之表面正交之Z方向移動；x旋轉機構，其使上述試樣配置部及Φ軸以於上述測定點與上述θs 軸及θd軸正交且於水平方向延伸之x軸為中心進行旋轉；及xω旋轉機構，其使上述試樣配置部及Φ軸以於上述測定點與上述x軸正交且與配置於上述試樣配置部之試樣之表面平行地延伸之xω軸為中心進行旋轉，並且使該xω旋轉機構藉由上述x旋轉機構圍繞上述x軸進行旋轉；X射線照射單元構成為：使X射線朝向與X射線之光軸呈直角交叉且與上述θs軸平行之橫向聚光，並且使X射線亦朝向與X射線之光軸呈直角交叉且與上述θs軸亦呈直角交叉之縱向聚光。
  2. 如請求項1之X射線檢查裝置，其中，上述X射線照射單元構成為於上述測定點使X射線向上述橫向及縱向分別聚光為100μm以內之半值寬。
  3. 如請求項1之X射線檢查裝置，其中，上述Y移動機構係以於藉由上述x旋轉機構將上述試樣配置部水平配置之狀態下，使該試樣配置部移動之方向(Y方向)成為與上述θs軸及θd軸平行之方式構成，且作為試樣交換機構發揮功能，該試樣交換機構係藉由使上述試樣配置部向該Y方向移動，而將上述試樣配置部配置於預先設定之試樣交換位置。
  4. 如請求項1至3中任一項之X射線檢查裝置，其中，具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對上述試樣配置部定位機構、包含上述第1與第2回轉構件之測角器、及上述X射線照射單元進行控制，並實施面內繞射之搖擺曲線測定之控制功能；上述控制部包含如下控制功能，即，驅動上述x旋轉機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之表面垂 直配置，驅動上述Z移動機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之被檢查部位與上述測定點之高度對準，並且，驅動上述Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將上述試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於上述測定點，進而，驅動上述θs回轉機構及xω旋轉機構，將來自上述X射線照射單元之X射線自相對於上述試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與上述θs回轉機構連動並驅動上述θd回轉機構，將上述二維X射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自上述試樣出現之繞射X射線之位置，且，驅動上述θs回轉機構，使X射線相對於上述試樣之入射角變化，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
  5. 如請求項1至3中任一項之X射線檢查裝置，其中，具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對上述試樣配置部定位機構、包含上述第1與第2回轉構件之測角器、及上述X射線照射單元進行控制，並實施面內繞射之搖擺曲線測定；上述控制部包含如下控制功能，即，驅動上述x旋轉機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之表面垂直配置，驅動上述Z移動機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之被檢查部位與上述測定點之高度對準，並且，驅動上述Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將上述試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於上述測定點， 進而，驅動上述θs回轉機構，將來自上述X射線照射單元之X射線自相對於上述試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與上述θs回轉機構連動並驅動上述θd回轉機構，將上述二維X射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自上述試樣出現之繞射X射線之位置，且，驅動上述Φ旋轉機構，並且使上述X移動機構及Y移動機構與該驅動連動，藉此將上述試樣之被檢查部位保持於上述測定點，且使X射線相對於上述試樣之入射角變化，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
  6. 如請求項1至3中任一項之X射線檢查裝置，其中，具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對上述試樣配置部定位機構、包含上述第1與第2回轉構件之測角器、及上述X射線照射單元進行控制，並實施面內繞射之搖擺曲線測定；上述控制部包含如下控制功能，即，驅動上述x旋轉機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之表面垂直配置，驅動上述Z移動機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之被檢查部位與上述測定點之高度對準，並且，驅動上述Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將上述試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於上述測定點，進而，驅動上述θs回轉機構及xω旋轉機構，將來自上述X射線照射單元之X射線自相對於上述試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與上述θs回轉機構連動並驅動上述θd回轉機構，將上述二維X 射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自上述試樣出現之繞射X射線之位置，於自上述X射線照射單元向上述試樣聚光而入射之X射線之聚光角度之範圍內，實施面內繞射之搖擺曲線測定。
  7. 如請求項1至3中任一項之X射線檢查裝置，其中，具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對上述試樣配置部定位機構、包含上述第1與第2回轉構件之測角器、及上述X射線照射單元進行控制，並實施面內繞射測定；上述控制部包含如下控制功能，即，驅動上述x旋轉機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之表面垂直配置，驅動上述Z移動機構，將配置於上述試樣配置部之試樣之被檢查部位與上述測定點之高度對準，並且，驅動上述Φ旋轉機構、X移動機構及Y移動機構，將上述試樣之被檢查部位以預先設定之方向定位於上述測定點，進而，驅動上述θs回轉機構及xω旋轉機構，將來自上述X射線照射單元之X射線自相對於上述試樣之表面接近平行之方向照射，並且，與上述θs回轉機構連動並驅動上述θd回轉機構，將上述二維X射線檢測器配置於檢測出根據布拉格定律自上述試樣之表面出現之繞射X射線之位置，實施面內繞射測定。
  8. 如請求項1至3中任一項之X射線檢查裝置，其中，具備控制部，該控制部包含如下控制功能，即，對上述試樣配置部定位機構、包含上述第1與第2回轉構件之測角器、及上述X射線照射單 元進行控制，並實施極點測定；上述控制部包含如下控制功能，即，驅動上述x旋轉機構，使配置於上述試樣配置部之試樣之表面以上述x軸為中心旋轉，藉此於0°至90°之範圍內設定極點測定之傾斜角α，並且，驅動上述Φ旋轉機構，使配置於上述試樣配置部之試樣之表面以上述Φ軸為中心進行旋轉，藉此設定極點測定之面內旋轉角β，實施極點測定。
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