TWI449904B - Ｘ射線散射測定裝置及ｘ射線散射測定方法 - Google Patents

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Description

X射線散射測定裝置及X射線散射測定方法
本發明有關於適用於試料表面上之微細構造計測之X射線散射測定裝置及X射線散射測定方法。
在進行形成於表面之奈米點或半導體裝置之奈米加工等之局部評估時，一般大多使用掃描型電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微鏡(AFM)等。另一方面，關於測定與其互補之平均構造之方法，近年來由於強力放射光源之實現，而使以微小角度朝表面照射X射線並經由解析其散射強度來測定表面奈米構造的微小角射入X射線小角散射法(GISAXS)得到普及。
在此種小角散射之相關技術中，有一種係以光學元件使X射線之焦點連結在檢測器上而達成高解析度(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1所記載之2次元小角X射線攝影機係形成經微小焦點線源及2次元多層光學元件之組合而可較佳規定之2次元射束。
另外，關於與此相類似之技術，習知有揭示一種根據柯克派屈克‧貝茨法(Kirkpatrick-Baez scheme)使用2個反射鏡而使X射線聚光在檢測器附近之技術(例如，參照非專利文獻1)。非專利文獻1亦揭示有將2個反射鏡相鄰接配置而進行聚光之光學系統。
另一方面，就小角散射而言，亦揭示有一種使X射線之焦點連結在試料上之技術(例如，參照專利文獻2)。專利文獻2所記載之裝置係透過第1反射鏡使水平方向之X射線收斂，並透過第2反射鏡使垂直方向之X射線收斂，使其聚光在試料上之0.1mm×0.1mm之區域。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特表2008-542751號公報
專利文獻2：日本專利特開平5-256800號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1：Licai Jiang,Boris Verman,Bonglea Kim,Yuri Platonov,Zaid Al-Mosheky,Rick Smith,Nick Grupido,“APPLICATION OF MULTILAYAR OPTICS TO X-RAY DIFFRACTION SYSTEMS”,THE RIGAKU JOURNAL,RIGAKU,21.10.2001,Vol.18,No.2,P.13-22
如上述之試料表面奈米構造之評估若可在裝置或試料製作不久後進行，則具有簡便性之效果。因此，需要一種可足以匹敵經放射光小角散射情況之可充分解析性且可使用在具有實驗室寬廣程度場所之裝置。
然而，專利文獻1或非專利文獻1所記載之裝置係使X射線透過試料而提高檢測器之解析度者，其不適合計測試料表面之微細構造。即使將此種裝置使用在以試料反射X射線而聚光在檢測器之光學系統，但點大小在照射方向亦會擴大，而使檢測器之解析度降低。另外，專利文獻2所記載之裝置係聚光在試料上，但因檢測器中點大小將擴大，而無法獲得所希望之解析度。
本發明係針對此種情況而完成者，其目的在於提供一種可以高解析度來測定經反射型小角散射或繞射之X射線強度，並可簡便且正確地計測試料表面之微細構造之X射線散射測定裝置及X射線散射測定方法。
(1)為達成上述目的，本發明之X射線散射測定裝置，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其具備有：X射線源，產生X射線；第1反射鏡，反射上述產生之X射線；第2反射鏡，反射經上述第1反射鏡反射之X射線；試料台，支持被照射經上述第2反射鏡反射之X射線之上述試料；及2次元檢測器，檢測經上述試料表面散射之X射線；而上述第1反射鏡將上述所產生之X射線在與上述試料表面平行之面內聚光在上述2次元檢測器，上述第2反射鏡將經上述第1反射鏡反射之X射線在與上述試料表面垂直之面內聚光在上述試料表面上。
如此，本發明之X射線散射測定裝置係透過第2反射鏡將X射線聚光在試料表面，因此可將照射方向點大小之擴展抑制於最小限度。另外，解析度不會降低，而可進行反射型小角散射之測定。另外，對於具有2次元週期性之表面微細構造而言，可利用X射線之繞射來進行計測。如此，經由X射線可正確測定試料表面之奈米大小微細構造。
另外，例如可評估製作基板表面所製成之半導體或磁性記錄媒體之加工形狀。今後，可考慮到在進行構造體之微細化時，光學方法將會由於波長之限制而接近原理上之檢測界限，但若使用X射線則無此種限制，可以最終之原子層次進行構造計測。另外，先前以放射光進行之GISAXS大多數係可在實驗室進行測定，可簡便地在裝置或試料製作後，可獲得足以與由放射光所得之資料相匹敵的資料，而不會對試料造成傷害，其亦可利用於各種裝置之製造步驟之管理。
(2)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其具備有：X射線源，產生X射線；第1反射鏡，反射上述產生之X射線；第2反射鏡，反射經上述第1反射鏡反射之X射線；試料台，支持被照射經上述第2反射鏡反射之X射線之上述試料；及2次元檢測器，檢測經上述試料表面散射之X射線；而上述第1反射鏡將上述所產生之X射線在與上述試料表面垂直之面內聚光在上述試料表面上，上述第2反射鏡將經上述第1反射鏡反射之X射線在與上述試料表面平行之面內聚光在上述2次元檢測器上。
如此，因為X射線係在與試料表面垂直之面內聚光在試料表面，因此可以高解析度進行反射型小角散射之測定。另外，利用X射線繞射而可進行具有2次元週期性之表面微細構造之正確計測。如此，利用X射線可測定試料表面之微小構造。
(3)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，更具備有將反射面配置為互相正交而一體支持上述第1反射鏡及第2反射鏡之反射鏡支持部，上述反射鏡支持部被設置為可圍繞能變化X射線之上述第1反射鏡之反射角且同時可使上述第2反射鏡垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸、及能變化X射線之上述第2反射鏡之反射角且同時可使上述第1反射鏡垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸之2軸而進行旋轉。由此，可獨立地進行第1反射鏡之調整和第2反射鏡之調整，可容易調整具有不同焦點位置之2個反射鏡。
(4)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，將經上述第1反射鏡反射之X射線在與上述試料表面垂直之面內聚光在上述試料表面上之上述第2反射鏡，係可將上述試料表面之X射線點大小在與上述試料表面垂直之方向限制於50μm以下。由此，可抑制X射線照射方向之點大小擴展，可以高解析度測定反映試料表面所形成之微細構造之X射線散射強度，可正確地計測微細構造。
(5)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，將上述所產生之X射線在與上述試料表面平行面內聚光在檢測器上之上述第1反射鏡，係使上述檢測器上之X射線點大小在與上述試料表面平行之方向為200μm程度或檢測器之像素大小程度。由此，可抑制X射線在檢測器上與試料表面平行之方向之點大小擴展，可以高解析度測定反映試料表面所形成微細構造之X射線散射強度，可正確地計測微細構造。
(6)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，上述試料台被設置為可進行能變化上述所產生之X射線朝上述試料表面之射入角之旋轉及上述試料表面之面內旋轉。
由此，使來自試料表面所形成週期構造之繞射X射線，以滿足布拉格(Bragg)之繞射條件方式於試料朝方位角方向自轉旋轉，而檢測多數之繞射波峰，可以高精度測定週期構造之間距或線寬。更進一步，就週期性設置之構造體剖面形狀而言，可獨立評估側壁之斜度或粗度。如此，可正確地特定微細構造之特徵。
(7)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，上述第1或第2反射鏡為多層膜反射鏡。由此，第1或第2反射鏡可依照X射線之射入位置而變化格子常數。因此，即使在射入角變化時亦可調整格子常數而產生繞射。其結果，就第1反射鏡之2次元檢測器上聚光及第2反射鏡之試料表面上聚光，可選擇性地只取出特性線(CuKα)之波長X射線，可進行低背景之測定。
(8)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，上述第1或第2反射鏡係由結晶板所構成。由此，例如，第1或第2反射鏡只取出Kα1之X射線。其結果，可製作高單色性之X射線，可進行更高解析度之檢測。
(9)另外，本發明之X射線散射測定裝置，其中，在上述第2反射鏡和上述試料之間之X射線通路部，係具備有1組準直塊體(collimation block)。由此，可精密阻止X射線，並可提高準直之精度。
(10)另外，本發明之X射線散射測定方法，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其包含有：以第1反射鏡反射X射線源所產生之X射線之步驟；以第2反射鏡反射經上述第1反射鏡反射之X射線之步驟；使經上述第2反射鏡反射之X射線射入至上述試料之步驟；及以2次元檢測器檢測經上述試料表面散射之X射線之步驟；而以上述第1反射鏡聚光上述所產生之X射線，同時以上述第2反射鏡聚光經上述第1反射鏡反射之X射線，將與上述試料表面平行之面內的聚光位置設為上述2次元檢測器上，將與上述試料表面垂直之面內的聚光位置設為上述試料表面上，並檢測在上述試料表面經小角散射之X射線。
如此，因為X射線係在與試料表面垂直之面內聚光在試料表面，因此可以高解析度進行反射型小角散射之測定。另外，利用X射線繞射而可進行具有2次元週期性之表面微細構造之正確計測。如此，經由X射線而可測定試料表面之微小構造。
(11)另外，本發明之X射線散射測定方法，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其包含有：以第1反射鏡反射X射線源所產生之X射線之步驟；以第2反射鏡反射經上述第1反射鏡反射之X射線之步驟；使經上述第2反射鏡反射之X射線射入至上述試料之步驟；及以2次元檢測器檢測經上述試料表面散射之X射線之步驟；而以上述第1反射鏡聚光上述所產生之X射線，同時以上述第2反射鏡聚光經上述第1反射鏡反射之X射線，將與上述試料表面平行之面內的聚光位置設為上述2次元檢測器上，將與上述試料表面垂直之面內的聚光位置設為上述試料表面上，並使上述試料在上述試料表面面內旋轉，檢測經上述試料表面之週期構造繞射之X射線。
如此，因為X射線係在與試料表面垂直之面內聚光在試料表面，因此可以高解析度進行反射型小角散射之測定。另外，利用X射線繞射而可進行具有2次元週期性之表面微細構造之正確計測。如此，利用X射線可測定試料表面之微小構造。
依照本發明，可以高解析度來測定經反射型小角散射或繞射之X射線強度，並可簡便且正確地計測試料表面之微細構造。
其次，參照圖式說明本發明之實施形態。為使說明容易理解，而在各圖式中對相同之構成元件附加相同之元件符號，省略其重複之說明。
[X射線散射測定裝置之構造] (整體構造)
圖1係表示X射線散射測定裝置100之構成之立體圖。如圖1所示，X射線散射測定裝置100係具備有試料台110、臂部120、130、X射線源140，反射鏡單元150、縫隙部160、2次元檢測器170及射束攔截部180。
如圖1所示，試料台110係在平面之載物台上支持試料S，其具有固定部111、上下可動部112、旋轉可動部113及XY載物台114。固定部111用於支持固定試料台110之整體。上下可動部112連結到固定部111，其接受操作而使XY載物台114在垂直於載物台表面(試料表面)之Z方向上下移動。由此，可在X射線照射前調整試料S之Z位置。
另外，旋轉可動部113連結到上下可動部112，其接受操作而使XY載物台114在載物台之面內(Φ 方向)旋轉。藉由該旋轉軸，而可在X射線照射前調整試料S之方向，又在X射線照射時亦可使試料S旋轉。其結果在測定具有週期構造之繞射圖案時，可在滿足繞射條件下測定試料S之散射強度。XY載物台114係設在旋轉可動部113上，其可將試料S固定在載物台上。另外，經由操作可使載物台在載物台表面和X射線之射入面之交線方向(X方向)、和平行於載物台表面而與X方向垂直之方向(Y方向)移動。由此，可在x射線照射前調整試料S在XY面之位置。
試料S係表面具有微細構造之構件。例如，X射線散射測定裝置100在對試料表面具有奈米大小之週期性構造之基板測定繞射圖案時具有效果。因此，可應用在由線及空間或點所形成之各種裝置之表面構造之計測。另外，即使不是週期性構造亦可分析具有奈米大小之構造之小角散射圖案。例如，其亦可利用在矽基板上所形成之奈米點之計測。另外，當試料S表面具有週期性構造之情況時，可調整試料S在面內之方位使其方向性和射入X射線之方向性相互整合，來配置試料S。
臂部120使X射線源140、接受操作後之反射鏡單元150及縫隙部160以試料位置作為中心進行旋轉，而變化X射線對試料S之射入角α。另外，臂部130在接受操作後使2次元檢測器170以試料位置作為中心進行旋轉，而調整射出角β之原點位置。此時，亦可就週期性設在試料表面之構造 體之高度方向，從與射出角β相對應之散射強度資料中，判定側壁部分之密度變化係側壁之斜度或粗度。如此，可正確地特定微細構造之特徵。
X射線源140用於產生X射線。所產生之X射線經由反射鏡單元150及縫隙部160而射入到試料S。反射鏡單元150具有2個反射鏡及反射鏡調節機構。2個反射鏡及反射鏡調節機構將於後面詳細說明。
縫隙部160係為了使反射鏡所反射之X射線可更進一步縮小而設置，但若反射鏡可充分進行聚光，則可不需要縫隙部160。縫隙部160例如由2個準直塊體161、162構成，但亦可使用刀口(knife edge)來代替準直塊體。準直塊體161、162係由可遮蔽X射線之構件所形成，可精密地阻止X射線而提高準直之精度。
準直塊體161、162係設置在第2反射鏡152和試料S之間以使X射線射束縮小範圍，其亦稱為克拉特基塊體(kratky block)。1個塊體之底面係與另1個塊體之上面實質平行，該等塊體可圍繞旋轉軸163而相對於射束進行旋轉。準直塊體161、162之位置可如圖3所示藉由圍繞位於準直塊體間中心之旋轉軸163擺動，而可容易調節。另外，旋轉中心亦可為準直塊體161、162中1個塊體之角落部。
2次元檢測器170用於檢測在試料S表面散射之X射線。X射線散射測定裝置100之光學系統係將從試料位置至2 次元檢測器170之距離固定為L而構成。射束攔截部180用於攔截透過試料S或經鏡面反射之射入X射線。
(反射鏡)
其次，說明X射線散射測定裝置100之光學系統之基本原理及各反射鏡之特徵。圖2係表示X射線散射測定裝置100之光學系統之俯視圖。另外，圖3係表示X射線散射測定裝置100之光學系統之側視圖。另外，圖2中係省略準直塊體161、162。如圖2所示，第1反射鏡151係在與試料表面平行之面內反射所產生之X射線，使其聚光在2次元檢測器170。在以射出角β及面內散射角2θ散射之X射線係由2次元檢測器170進行檢測。第1反射鏡151係以既定之曲率彎曲，以使X射線在與試料表面平行之面內反射而聚光在2次元檢測器170。
另外，如圖3所示，第2反射鏡152係使所產生之X射線在與試料表面垂直之面內聚光於試料表面上。以散射角2θ散射之X射線係由2次元檢測器170進行檢測。第2反射鏡152係以既定之曲率彎曲，以使X射線反射而聚光在試料表面。
根據此種構成，X射線係在與試料表面垂直之面內聚集於試料表面，並在與試料表面平行之面內聚集於2次元檢測器170。結果，就與試料表面平行之方向構造而言，可以高解析度檢測Qy方向之成像。另外，就試料表面之高度方向構 造而言，可以充分之強度而檢測Qz方向之成像。
此外，第1反射鏡151係設置在接近X射線源140之位置處，第2反射鏡152係設置在接近試料S之位置處，以使X射線源140所產生之X射線以第1反射鏡151、第2反射鏡152之順序反射而射入至試料S。如此，經由將聚光在試料表面上之第2反射鏡152設置在接近試料S之位置處，而可使試料表面上之點大小變小。然而，在期待同樣效果之情況時，亦可使第1反射鏡151之聚光位置和第2反射鏡152之聚光位置互換。
另外，第1反射鏡151或第2反射鏡152最好使用全反射鏡、多層膜反射鏡及結晶板之任一者。全反射鏡係藉由使在玻璃板本身或玻璃板表面成膜Ni(鎳)、Au(金)、Pt(白金)等所成之反射板等彎曲而形成者。
多層膜反射鏡係藉由使電子密度不同之層交替地以複數次疊層在具有平滑表面之基板上而形成者。藉由週期性地重複複數層之多層疊層構造，而可使特性X射線，例如，CuKα射線有效地繞射。基板之材料可使用玻璃板、矽晶圓等。
經由使用多層膜反射鏡，第1反射鏡151或第2反射鏡152可透過X射線之射入位置而變化格子常數。因此，即使在射入角α變化時亦可調整格子常數而產生繞射。結果，就第1反射鏡151之2次元檢測器170上聚光及第2反射鏡152之試料表面上聚光而言，可選擇性地只取出特性線(CuKα)之波長X射線，而可進行低背景之測定。
結晶板可使用α-SiO2 (水晶)、Si(矽)、Ge(鍺)等之單結晶板而形成。利用此種方式，例如，第1反射鏡151或第2反射鏡152可只取出Kα1之X射線。結果，可製作高單色性之X射線，並可進行更高解析度之檢測。
如此，經由使用2個之反射鏡，在試料S之位置可以使X射線之射入面之垂直方向之X射線之點大小變小。其結果是可以提高2次元檢測器170之解析度，適於試料表面上之微細構造之計測。
如上述，第1反射鏡151及第2反射鏡152係形成為具有分別不同之焦點距離，在使用時需要微調整各反射鏡之反射角，以使X射線聚集在既定位置。以下，將說明反射鏡單元150所具有反射鏡之調整機構。
(反射鏡之調整機構)
圖4係反射鏡單元150內部之立體圖。反射鏡支持部153係在使各反射面調整為互相正交之狀態下而一體支持第1反射鏡151及第2反射鏡152。反射鏡支持部153被設置為可圍繞能變化第1反射鏡151之反射角且同時可使第2反射鏡152垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸A1進行旋轉。另外，其亦被設置為可圍繞能變化第2反射鏡152之反射角且同時可使第1反射鏡151垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸B1進行旋轉。
亦即，反射鏡支持部153被設置成可圍繞旋轉軸A1及旋轉軸B1之2軸而進行旋轉。旋轉軸A1係平行於與第2反射鏡152表面垂直之軸A2，旋轉軸B1係平行於與第1反射鏡151表面垂直之軸B2。旋轉軸A1與軸B2保持正交，旋轉軸B1與軸A2保持正交。由此，在進行第1反射鏡151之調整和第2反射鏡152之調整時，相互之調整將不會互相干涉。其結果是可獨立地進行反射鏡之調整，而使作業變為容易。另外，亦可使螺絲(未圖示)之前端抵接在反射鏡，經由使螺絲螺入或螺回，而使反射鏡變位。反射鏡係受彈力施加，以使螺絲之前端經常抵接在反射鏡。另外，如圖4所示，旋轉軸A1最好設定在第1反射鏡151之X射線射入方向中央部。另外，旋轉軸B1最好設定在第2反射鏡之X射線射入方向中央部。
第2反射鏡152可將試料表面之X射線點大小在與試料表面垂直之面內限制在50μm以下。其最好可將上述之點大小限制在30μm以下，而若可限制在20μm以下則更好。另外，與試料表面平行之面內的點大小在測定100nm程度週期構造之情況時為200μm程度即足夠，其亦可配合2次元檢測器170之大小。
[表面微細構造之測定方法]
其次，說明使用如上述構成之X射線散射測定裝置100來測定試料表面上之微細構造之方法。首先，考慮試料S之表面微細構造之方向性，而將試料S設置在試料台110。然後，調整試料S之Z位置、XY面之位置及試料S之方向。第1反射鏡151及第2反射鏡152預先微調整焦點位置而使分別對位在2次元檢測器和試料位置。
然後，使從X射線源140產生之X射線以第1反射鏡151、第2反射鏡152之順序反射，使其射入到試料S。此時，透過第1反射鏡151使其在與試料表面平行之面內聚光在2次元檢測器170上，同時透過第2反射鏡152使其在與試料表面垂直之面內聚光在試料表面。然後，由2次元檢測器170檢測以微小射入角於試料表面照射X射線而散射之X射線。
如此一來，測定與X射線射出角β及面內散射角2θ相對應之X射線強度。在利用透過週期性構造之X射線繞射之情況時，可視需要使試料S以Z軸為中心而在面內進行旋轉，同時進行測定。
所獲得之小角散射圖案或繞射圖案係包含有試料表面之3次元形狀資訊。例如，經由特定試料S之週期性構造之單位構造體形狀之參數來假定試料模型，並模擬計算X射線散射強度，將根據此由試料模型算出之X射線散射強度與所測定到之散射強度相擬合(fitting)。然後，由擬合結果而可決定特定單位構造體形狀之參數最佳值。
[實施例1]
實際製作具有上述構成之X射線散射測定裝置100。在所製作之X射線散射測定裝置100中，配置有第1反射鏡151以使X射線，在與試料表面垂直之面內聚集在試料位置，並在離試料位置400mm之位置處配置有第2反射鏡152，以使X射線在與試料表面平行之面內聚集。
以下對此種X射線散射測定裝置100測定光學系統之基礎資料。首先，測定X射線沿行進方向之距離和射束之擴展之關係。此時，於既定位置處掃描刀口來進行測定。圖5係表示試料位置離X射線源140之距離和射束之半峰全幅值(full width at half maximum)之關係之圖。如圖5所示，可確認到在離開X射線源140之290mm之位置處，X射線射束之半峰全幅值呈現最小。
另外，在離開X射線源290mm之位置(焦點位置)處，計測Z方向之位置和X射線強度之關係。圖6係表示試料位置中之Z位置和X射線強度之關係之圖。如圖6所示，可確認到X射線射束之半峰全幅值為大約35μm，可充分聚集X射線。
其次，測定從試料位置沿X射線行進方向之距離和射束之擴展之關係。圖7係表示2次元檢測器位置離試料位置之距離和射束之半峰全幅值之關係之圖。如圖7所示，可確認到在離開試料位置400mm之位置處，X射線射束之半峰全幅值呈現最小。
另外，在離開試料位置400mm之位置(焦點位置)處，計測Y方向之位置和X射線強度之關係。圖8係表示試料位置之Y位置和X射線強度之關係之圖。如圖8所示，X射線射束之半峰全幅值為大約230μm。如此一來，可確認到透過第1反射鏡151可聚光在2次元檢測器170，透過第2反射鏡152亦可以充分聚光在試料表面。
[實施例2]
使用所製作之X射線散射測定裝置100，在矽基板表面，以射入角0.16°照射X射線於100nm間距之光柵試料，使試料圍繞Z軸旋轉並進行測定。圖9係表示由實驗獲得之繞射圖案之圖。圖9所示之繞射圖案係顯示出2次元檢測器170上之(對數比例尺)資料。在圖9所示之繞射圖案中，不只可在面內2θ方向觀測到由光柵而來之多數波峰，且在射出角β方向亦可確認到反映光柵高度之干涉條紋。經由解析該等資料，而可非破壞性測定光柵之2次元剖面。
100‧‧‧X射線散射測定裝置
110‧‧‧試料台
111‧‧‧固定部
112‧‧‧上下可動部
113‧‧‧旋轉可動部
114‧‧‧XY載物台
120、130‧‧‧臂部
140‧‧‧X射線源
150‧‧‧反射鏡單元
151‧‧‧第1反射鏡
152‧‧‧第2反射鏡
153‧‧‧反射鏡支持部
160．．．縫隙部
161、162．．．準直塊體
163．．．旋轉軸
170．．．2次元檢測器
180．．．射束攔截部
A1．．．旋轉軸
B1．．．旋轉軸
A2．．．平行於旋轉軸A1之軸
B2．．．平行於旋轉軸B1之軸
L．．．距離
S．．．試料
圖1係表示本發明X射線散射測定裝置之構成之立體圖。
圖2係表示本發明X射線散射測定裝置之光學系統之俯視圖。
圖3係表示本發明X射線散射測定裝置之光學系統之側視圖。
圖4係反射鏡單元內部之立體圖。
圖5係表示試料位置離X射線源之距離和射束之半峰全幅值之關係之圖。
圖6係表示試料位置中之Z位置和X射線散射強度之關係之圖。
圖7係表示2次元檢測器位置離X射線源之距離和射束之半峰全幅值之關係之圖。
圖8係表示2次元檢測器位置之Y位置和X射線散射強度之關係之圖。
圖9係表示經由實驗而獲得之繞射圖案之圖。
100．．．X射線散射測定裝置
110．．．試料台
111．．．固定部
112．．．上下可動部
113．．．旋轉可動部
114．．．XY載物台
120、130．．．臂部
140．．．X射線源
150．．．反射鏡單元
160．．．縫隙部
161、162．．．準直塊體
170．．．2次元檢測器
180．．．射束攔截部
L．．．距離
S．．．試料

Claims (16)

  1. 一種X射線散射測定裝置，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其具備有：X射線源，產生X射線；第1反射鏡，反射上述產生之X射線；第2反射鏡，反射經上述第1反射鏡反射之X射線；試料台，支持被照射經上述第2反射鏡反射之X射線之上述試料；及2次元檢測器，檢測經上述試料表面散射之X射線；而上述第1反射鏡將上述所產生之X射線在與上述試料表面平行之面內聚光在上述2次元檢測器上，上述第2反射鏡將經上述第1反射鏡反射之X射線在與上述試料表面垂直之面內聚光在上述試料表面上。
  2. 如申請專利範圍第1項之X射線散射測定裝置，其中，其更具備有：將反射面配置為互相正交而一體支持上述第1反射鏡及第2反射鏡之反射鏡支持部；上述反射鏡支持部被設置為：可圍繞能變化X射線之上述第1反射鏡之反射角且同時可使上述第2反射鏡垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸、及可圍繞能變化X射線之上述第2反射鏡之反射角且同時可使上述第1反射鏡垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸之2軸而進行旋轉。
  3. 如申請專利範圍第1項之X射線散射測定裝置，其中，上述第2反射鏡係可將上述試料表面之X射線點大小在與上述試料表面垂直之方向限制於50μm以下。
  4. 如申請專利範圍第1項之X射線散射測定裝置，其中，上述試料台被設置為可進行能變化上述所產生之X射線朝上述試料表面之射入角之旋轉及上述試料表面之面內旋轉。
  5. 如申請專利範圍第1項之X射線散射測定裝置，其中，上述第1或第2反射鏡為多層膜反射鏡。
  6. 如申請專利範圍第1項之X射線散射測定裝置，其中，上述第1或第2反射鏡係由結晶板所構成。
  7. 如申請專利範圍第1項之X射線散射測定裝置，其中，在上述第2反射鏡和上述試料之間之X射線通路部，係具備有1組準直塊體(collimation block)。
  8. 一種X射線散射測定裝置，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其具備有：X射線源，產生X射線；第1反射鏡，反射上述產生之X射線；第2反射鏡，反射經上述第1反射鏡反射之X射線；試料台，支持被照射經上述第2反射鏡反射之X射線之上述試料；及2次元檢測器，檢測經上述試料表面散射之X射線；而上述第1反射鏡將上述所產生之X射線在與上述試料表面垂直之面內聚光在上述試料表面上，上述第2反射鏡將經上述第1反射鏡反射之X射線在與上述試料表面平行之面內聚光在上述2次元檢測器上。
  9. 如申請專利範圍第8項之X射線散射測定裝置，其中，其更具備有：將反射面配置為互相正交而一體支持上述第1反射鏡及第2反射鏡之反射鏡支持部；上述反射鏡支持部被設置為：可圍繞能變化X射線之上述第1反射鏡之反射角且同時可使上述第2反射鏡垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸、及可圍繞能變化X射線之上述第2反射鏡之反射角且同時可使上述第1反射鏡垂直移動於其X射線射入面之旋轉軸之2軸而進行旋轉。
  10. 如申請專利範圍第8項之X射線散射測定裝置，其中，上述第1反射鏡係可將上述試料表面之X射線點大小在與上述試料表面垂直之方向限制於50μm以下。
  11. 如申請專利範圍第8項之X射線散射測定裝置，其中，上述試料台被設置為可進行能變化上述所產生之X射線朝上述試料表面之射入角之旋轉及上述試料表面之面內旋轉。
  12. 如申請專利範圍第8項之X射線散射測定裝置，其中，上述第1或第2反射鏡為多層膜反射鏡。
  13. 如申請專利範圍第8項之X射線散射測定裝置，其中，上述第1或第2反射鏡係由結晶板所構成。
  14. 如申請專利範圍第8項之X射線散射測定裝置，其中，在上述第2反射鏡和上述試料之間之X射線通路部，係具備有1組準直塊體。
  15. 一種X射線散射測定方法，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其包含有：以第1反射鏡反射X射線源所產生之X射線之步驟；以第2反射鏡反射經上述第1反射鏡反射之X射線之步驟；使經上述第2反射鏡反射之X射線射入至上述試料之步驟；及以2次元檢測器檢測經上述試料表面散射之X射線之步驟；而以上述第1反射鏡聚光上述所產生之X射線，同時以上述第2反射鏡聚光經上述第1反射鏡反射之X射線，將與上述試料表面平行之面內的聚光位置設為上述2次元檢測器上，將與上述試料表面垂直之面內的聚光位置設為上述試料表面上，並檢測在上述試料表面經小角散射之X射線。
  16. 一種X射線散射測定方法，其適用於試料表面上微細構造之計測；其特徵在於，其包含有：以第1反射鏡反射X射線源所產生之X射線之步驟；以第2反射鏡反射經上述第1反射鏡反射之X射線之步驟；使經上述第2反射鏡反射之X射線射入至上述試料之步驟；及以2次元檢測器檢測經上述試料表面散射之X射線之步驟；而以上述第1反射鏡聚光上述所產生之X射線，同時以上述第2反射鏡聚光經上述第1反射鏡反射之X射線，將與上述試料表面平行之面內的聚光位置設為上述2次元檢測器上，將與上述試料表面垂直之面內的聚光位置設為上述試料表面上，並使上述試料在上述試料表面面內旋轉，檢測經上述試料表面之週期構造繞射之X射線。
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