[發(fā)明專利]熒光X射線分析裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180031886.0
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102959387A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 喜多廣明;小林寬
• 申請（專利權）人: 株式會社理學
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 北京三幸商標專利事務所 11216
• 代理人: 劉激揚

相關申請

本申請要求申請日為2010年7月2日、申請?zhí)枮槿毡咎卦?010-151828號申請的優(yōu)先權，通過參照其整體，作為本申請的一部分而進行引用。

技術領域

本發(fā)明關于一種裝置及方法，其在具有結(jié)晶構造的試樣的熒光X射線分析中，能容易將入射在檢測器的特定波長的衍射X射線的強度抑制在最低限度，來進行正確的分析。該結(jié)晶構造為：用于半導體電路元件的單晶晶圓(單晶硅晶圓、單晶鎵砷晶圓等)、或在單晶硅晶圓的測定面整個區(qū)域附著有電極膜等所構成的監(jiān)控晶圓之類的結(jié)晶構造。

背景技術

目前，例如在硅晶圓的表面層的分析中，對試樣表面照射一次X射線，來檢測并分析從試樣表面所產(chǎn)生的二次X射線的強度。在對單晶硅晶圓的測定面局部地形成鋁(Al)、硅(Si)以及銅(Cu)所組成的配線膜而構成的半導體基板中，進行其配線膜的膜厚、成分濃度等品質(zhì)檢查的情形，一般是使用如下的熒光X射線分析裝置，其經(jīng)由與該半導體基板同樣的工序，以在單晶硅晶圓的測定面整個區(qū)域附著配線膜而構成的監(jiān)控晶圓為試樣，對該試樣照射一次X射線，來檢測并分析從試樣產(chǎn)生的二次X射線。

有一種熒光X射線分析方法，在試樣的熒光X射線分析之前，使試樣繞著試樣上的既定點旋轉(zhuǎn)180°(度)以上，并且對該試樣照射一次X射線，來檢測從試樣所產(chǎn)生的含有熒光X射線及衍射X射線的二次X射線，將試樣定位于所取得的二次X射線強度顯示為最小值的旋轉(zhuǎn)方向位置，在此狀態(tài)下，令試樣在平行于其測定面的面內(nèi)互相垂直的XY方向移動，來進行試樣的測定面整個區(qū)域的分析(專利文獻1)。另外，有一種全反射熒光X射線分析裝置，其具有：試樣臺，固定具有結(jié)晶構造的試樣；X射線源，對試樣照射一次X射線；檢測器，入射有從試樣產(chǎn)生的二次X射線；平行移動機構，使試樣臺移動，以對試樣表面的任意位置照射一次X射線；旋轉(zhuǎn)機構，以垂直于試樣表面的軸為中心使試樣臺旋轉(zhuǎn)；以及控制機構，用以控制旋轉(zhuǎn)機構，以將試樣設定為：在試樣產(chǎn)生衍射而入射至檢測器的衍射X射線的強度總和為既定值以下，如此，位于通過理論計算所求得的最佳試樣旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)(專利文獻2)。

[現(xiàn)有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本特開平5-126768號公報

專利文獻2：日本特開平10-282022號公報

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明要解決的問題]

在專利文獻1所公開的熒光X射線分析方法中，因為對結(jié)晶構造為180°旋轉(zhuǎn)對稱的試樣進行測定，所以將試樣定位于二次X射線強度顯示為最小值的旋轉(zhuǎn)角度，來測定試樣的右半側(cè)的區(qū)域，然后，使試樣旋轉(zhuǎn)180°來將試樣的左半側(cè)的區(qū)域設定成右半側(cè)的區(qū)域，以測定試樣的整個區(qū)域。可是，在此方法中，為設定成二次X射線強度顯示為最小值的試樣的旋轉(zhuǎn)角度、和與該角度呈180°對稱的角度的雙方向，而無法設定成其他的旋轉(zhuǎn)角度。因此，在如圖7所示的結(jié)晶構造并非旋轉(zhuǎn)對稱的試樣的情形，若在測定試樣的右半側(cè)的區(qū)域之后，使試樣旋轉(zhuǎn)180°來將試樣的左半側(cè)的區(qū)域設定成右半側(cè)的區(qū)域，以測定試樣，則因為無法回避衍射X射線，所以無法進行高精度的分析。另外，作為回避衍射X射線的回避角度，二次X射線強度顯示最小值的角度并非必然是最佳角度，即使如此，也無法進行高精度的分析。

在專利文獻2所公開的全反射熒光X射線分析裝置中，將試樣設定在通過理論計算而令衍射X射線的強度總和為既定值以下的最佳旋轉(zhuǎn)角度范圍。可是，有關在照射一次X射線時從試樣產(chǎn)生的二次X射線的衍射圖案，在裝置實際檢測到的衍射圖案與理論計算的衍射圖案并非一定一致，從而無法進行高精度的分析。在此，試樣的旋轉(zhuǎn)角度與在該旋轉(zhuǎn)角度中從試樣產(chǎn)生的二次X射線的強度相對應的圖，被稱為衍射圖案。

因此，本發(fā)明為鑒于上述已知問題所制成，目的在于提供一種熒光X射線分析裝置及方法，其通過不具有寬大的設置空間的緊湊裝置，無論是結(jié)晶構造為旋轉(zhuǎn)對稱的試樣，還是結(jié)晶構造并非旋轉(zhuǎn)對稱的試樣，均可簡單地進行高精度的分析。

[解決問題的技術手段]

為了達成上述目的，本發(fā)明的熒光X射線分析裝置包括：

試樣臺，載置具有結(jié)晶構造的試樣；

X射線源，對試樣照射一次X射線；

檢測機構，檢測從試樣產(chǎn)生的二次X射線；

旋轉(zhuǎn)機構，使該試樣臺以垂直于試樣測定面的軸為中心旋轉(zhuǎn)；

平行移動機構，在該旋轉(zhuǎn)機構停止的狀態(tài)下，使該試樣臺平行移動，以使一次X射線照射在試樣測定面的一半的任意位置；