JP2780324B2 - Ｘ線膜厚計 - Google Patents
Ｘ線膜厚計Info
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- JP2780324B2 JP2780324B2 JP9455489A JP9455489A JP2780324B2 JP 2780324 B2 JP2780324 B2 JP 2780324B2 JP 9455489 A JP9455489 A JP 9455489A JP 9455489 A JP9455489 A JP 9455489A JP 2780324 B2 JP2780324 B2 JP 2780324B2
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- Japan
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- ray
- thin film
- substrate
- thickness
- rays
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜の厚さを測定するＸ線膜厚計に関する。
従来、この種のＸ線膜厚計はＸ線の吸収効果を利用し
て金属膜の厚さを測定するもあのであり、近年、半導体
基板における薄膜の膜厚を測定するのに、よく用いられ
てきた。
て金属膜の厚さを測定するもあのであり、近年、半導体
基板における薄膜の膜厚を測定するのに、よく用いられ
てきた。
このＸ線膜厚計は、図面には示さないが、被測定試料
である薄膜が形成された基板表面に対して所定の入射角
でＸ線を投射するＸ線発生器と、このＸ線発生器と対称
に斜に配置された検出器とを有している。
である薄膜が形成された基板表面に対して所定の入射角
でＸ線を投射するＸ線発生器と、このＸ線発生器と対称
に斜に配置された検出器とを有している。
この基板の薄膜の厚さを測定する場合は、まず、Ｘ線
を基板の薄膜の表面に照射し、薄膜及び基板に含まれる
元素より反射するＸ線を検出器でそれぞれ測定し、その
強度差を膜厚に換算して膜厚としていた。
を基板の薄膜の表面に照射し、薄膜及び基板に含まれる
元素より反射するＸ線を検出器でそれぞれ測定し、その
強度差を膜厚に換算して膜厚としていた。
上述した従来のＸ線膜厚計で、例えば、１μｍ以下の
厚さの薄膜では、基板中の反射するＸ線の強度をモニタ
する場合、薄膜中の元素の密度が大きく、Ｘ線質量係数
が大きいと、薄膜中の吸収が大きくなり、１μｍ以下の
薄膜でも測定可能な場合がある。ところが、逆に、基板
の元素で反射するＸ線の強度が強く、薄膜の元素の密度
が小さく、かつ薄膜のＸ線質量吸収係数が小さいとき
は、薄膜によるＸ線の吸収が小さく、膜厚測定が出来な
いという問題がある。
厚さの薄膜では、基板中の反射するＸ線の強度をモニタ
する場合、薄膜中の元素の密度が大きく、Ｘ線質量係数
が大きいと、薄膜中の吸収が大きくなり、１μｍ以下の
薄膜でも測定可能な場合がある。ところが、逆に、基板
の元素で反射するＸ線の強度が強く、薄膜の元素の密度
が小さく、かつ薄膜のＸ線質量吸収係数が小さいとき
は、薄膜によるＸ線の吸収が小さく、膜厚測定が出来な
いという問題がある。
本発明の目的は、基板に形成された薄膜の膜厚が１μ
ｍ以下でも膜厚の測定が出来るＸ線膜厚計を提供するこ
とである。
ｍ以下でも膜厚の測定が出来るＸ線膜厚計を提供するこ
とである。
本発明のＸ線膜厚計は、Ｘ線の全反射臨界角度θ０を
もつ基板の上に全反射臨界角度θ１をもつとともにこの
θ１が前記θ０より小さい薄膜が形成されたその膜厚を
測定するＸ線膜厚計において、Ｘ線の入射角度θＸ及び
前記基板より反射するＸ線を検知する取出し角度θ２を
θ１＜θＸ＝θ２＜θ０に設定する手段を備え構成され
る。
もつ基板の上に全反射臨界角度θ１をもつとともにこの
θ１が前記θ０より小さい薄膜が形成されたその膜厚を
測定するＸ線膜厚計において、Ｘ線の入射角度θＸ及び
前記基板より反射するＸ線を検知する取出し角度θ２を
θ１＜θＸ＝θ２＜θ０に設定する手段を備え構成され
る。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を説明するための入射、反
射Ｘ線と薄膜が形成された基板及び検出器との相対位置
を示す模式断面図である。なお、この図面では説明の都
合上屈折角については示していない。いま、第１図で示
すように、基板３の全反射臨界角度をθ０、薄膜１の全
反射臨界角度をθ１、Ｘ線の入射角度をθＸとし、この
入射Ｘ線２の入射角度θＸが、θ１＜θＸ＜θ０の条件
で薄膜１に照射されると、入射Ｘ線２は薄膜１を透過
し、基板３の表面に到達する。
射Ｘ線と薄膜が形成された基板及び検出器との相対位置
を示す模式断面図である。なお、この図面では説明の都
合上屈折角については示していない。いま、第１図で示
すように、基板３の全反射臨界角度をθ０、薄膜１の全
反射臨界角度をθ１、Ｘ線の入射角度をθＸとし、この
入射Ｘ線２の入射角度θＸが、θ１＜θＸ＜θ０の条件
で薄膜１に照射されると、入射Ｘ線２は薄膜１を透過
し、基板３の表面に到達する。
この基板３で全反射された出所Ｘ線５は、検出器４の
取り出し角度θ２がθ１＜θ２＜θ０のとき、最も強く
検出することが出来るという知見を得た。なお、このと
きの検出器４の取り出し角度θ２は前述のＸ線の入射角
度をθＸと等しい角度に設定しておいた。
取り出し角度θ２がθ１＜θ２＜θ０のとき、最も強く
検出することが出来るという知見を得た。なお、このと
きの検出器４の取り出し角度θ２は前述のＸ線の入射角
度をθＸと等しい角度に設定しておいた。
ここで、例えば、薄膜１の膜さをｄとすると、入射及
び出所Ｘ線２透過距離1/2は、 １＝2d/sinθＸ となる。例えば、θＸ＝2mrad、ｄ＝100Åとすると、１
＝10μｍとなる。もし、仮りに、薄膜３がSiO2であると
すると、この密度が2.3g/cm3、Ｘ線質量吸収係数がほぼ
100cm2/gであるので、入射Ｘ線の強度I0と検出される出
所Ｘ線強度Ｉの比は、 I/I0＝ｅ×ｐ（−100×2.3×10/10000）＝0.79 程度となる。また、従来、行なわれていた場合では、検
出器４の取り出し角度θ２が45゜程度とすると、この強
化比I/I0が0.996となり、強度変化が誤差程度になり、
膜厚を評価することは難しい。これに比べ前述の全反射
を用いた本実施例では、薄膜の膜厚を評価するのに十分
な強度減衰が得られる。
び出所Ｘ線２透過距離1/2は、 １＝2d/sinθＸ となる。例えば、θＸ＝2mrad、ｄ＝100Åとすると、１
＝10μｍとなる。もし、仮りに、薄膜３がSiO2であると
すると、この密度が2.3g/cm3、Ｘ線質量吸収係数がほぼ
100cm2/gであるので、入射Ｘ線の強度I0と検出される出
所Ｘ線強度Ｉの比は、 I/I0＝ｅ×ｐ（−100×2.3×10/10000）＝0.79 程度となる。また、従来、行なわれていた場合では、検
出器４の取り出し角度θ２が45゜程度とすると、この強
化比I/I0が0.996となり、強度変化が誤差程度になり、
膜厚を評価することは難しい。これに比べ前述の全反射
を用いた本実施例では、薄膜の膜厚を評価するのに十分
な強度減衰が得られる。
また、これらＸ線発生器及び検出器の取付けは、公知
の取付け手段を用い、Ｘ線防護用チャンバ外からリモー
トコントロールで各々の角度を調節出来るようにすれば
容易に実現出来る。
の取付け手段を用い、Ｘ線防護用チャンバ外からリモー
トコントロールで各々の角度を調節出来るようにすれば
容易に実現出来る。
以上説明したように本発明は、薄く、その密度が小さ
く、かつ質量吸収係数の小さな薄膜の膜厚を測定する際
に、基板と薄膜のＸ線全反射臨界角度との中間の角度
で、基板の照射点に対して対称的にＸ線発生器と検出器
を配置することによって、入射Ｘ線と出所Ｘ線の強度差
が大きく得られるので、膜厚の測定を正確に測定出来る
Ｘ線膜厚計が得られるという効果がある。
く、かつ質量吸収係数の小さな薄膜の膜厚を測定する際
に、基板と薄膜のＸ線全反射臨界角度との中間の角度
で、基板の照射点に対して対称的にＸ線発生器と検出器
を配置することによって、入射Ｘ線と出所Ｘ線の強度差
が大きく得られるので、膜厚の測定を正確に測定出来る
Ｘ線膜厚計が得られるという効果がある。
第１図は本発明の一実施例を説明するための入射、反射
Ｘ線と薄膜が形成された基板及び検出器との相対位置を
示す模式断面図である。 １……薄膜、２……入射Ｘ線、３……基板、４……検出
器、５……出所Ｘ線。
Ｘ線と薄膜が形成された基板及び検出器との相対位置を
示す模式断面図である。 １……薄膜、２……入射Ｘ線、３……基板、４……検出
器、５……出所Ｘ線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 15/00 - 15/06 G01N 23/00 - 23/227
Claims (1)
- 【請求項１】Ｘ線の全反射臨界角度θ０をもつ基板の上
に全反射臨界角度θ１をもつとともにこのθ１が前記θ
０より小さい薄膜が形成されたその膜厚を測定するＸ線
膜厚計において、Ｘ線の入射角度θＸ及び前記基板より
反射するＸ線を検知する取出し角度θ２をθ１＜θＸ＝
θ２＜θ０に設定する手段を備えることを特徴とするＸ
線膜厚計
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9455489A JP2780324B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Ｘ線膜厚計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9455489A JP2780324B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Ｘ線膜厚計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271212A JPH02271212A (ja) | 1990-11-06 |
| JP2780324B2 true JP2780324B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=14113536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9455489A Expired - Fee Related JP2780324B2 (ja) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Ｘ線膜厚計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780324B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6171940B2 (ja) * | 2014-01-07 | 2017-08-02 | 富士通株式会社 | Ｘ線分析方法及びｘ線分析装置 |
-
1989
- 1989-04-13 JP JP9455489A patent/JP2780324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02271212A (ja) | 1990-11-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |