JPH0382943A - 全反射蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は基板結晶の表面汚染、絶縁膜の表面変成などの
表面分析に用いられる全反射蛍光Ｘ線分析装置に関する
。

〔従来の技術］ 全反射蛍光Ｘ線分析は単色Ｘ線を全反射臨界角以下の極
めて小さい角度で試料の表面に入射することにより、試
料内の極表面のみを取り出すことができる。また、入射
光による散乱パックグラウンドが少ないので、情報発生
体積が小さいのにかかわらず、良好なＳ／Ｎ比が得られ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ここで、問題となるのは全反射蛍光Ｘ線分析では入射角
が全反射臨界角以下の極めて小さい角度であるので、結
晶にあたるビームが極端に横広がりになることである。

通常の全反射臨界角は数ｍｒａｄ（例えばＳｉｎ、と空
気の界面での臨界角は〜２．３ｍｒａｄ）である。この
ため、入射ビームを通常の円形のアパーチャを通したも
のを用いると、極端に横広がりの形状で試料にあたるこ
とになる。上記のＳｉｎオの場合を例に取ると、横方向
のビームは約５００倍の広がりに拡大されることになる
。２００Ｐφのアパーチャを使用した場合は約１０ｃｍ
に広がるため、試料が小さい場合、試料台など他の部分
に照射されることがある。また、ビーム径内に中心対称
の強度分布があるときにビーム中の中心部を用いないで
計８１すされる可能性が大きい。これらのことは散乱が
少なく、Ｓ／Ｎ比の高い全反射蛍光Ｘ線分析の特性を損
うことになる。

本発明の目的は全反射蛍光Ｘ線分析法において、入射ビ
ームの位置を試料の中心に正しく照射する装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の全反射蛍光Ｘ線分析
装置においては、入射スリットを形成する２枚のブレー
ドと、前記２枚のブレードを相対変位させて入射スリッ
トの幅と位置を制御する手段と、前記入射スリットを透
過して試料台上に入射した入射ビームの位置を検出する
手段と、前記検出手段で得られた位置情報を前記入射ス
リットの制御手段及び前記試料台の位置調整機構にフィ
ードバックしてこれらを駆動制御する手段とを有するも
のである。

〔作用］ 本発明においては、入射ビームの位置を試料台において
正確に求めなければならない。このための位置を敏感に
検知する検知器としてレジステイブ・アノード・エンコ
ーダ（ＲＡＥ）を用いる例を述べる。ＲＡＥは前面が均
一な半導体抵抗板から構成されているもので、正方形を
有する。４つの隅にオーミック電極が設けられ、対角線
上で対向する電極の間に直流電圧を加えてホイートスト
ンブリッジを形成し、Ｘ線が入射しているときに残りの
２つの電極間に流れる電流をモニターして、Ｘ線照射に
よるイオン化電流発生個所を検知するものである。この
種の検知器を利用して、位置情報を入射スリットの制御
手段及び試料台の位置調整機構にフィードバックさせる
ものである。

［実施例］ 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

本実施例においては、シンクロトロン放射光（ＳＲ光）
を励起源に用いた例を示す。ＳＲ光のように試料の設定
を遠隔操作で行わなければならない場合、本発明は特に
有効である。

図において、１はＳＲ光リング、２はモノクロメータ、
３は入射スリット、８はゴニオメータ、５は試料台、６
は位置敏感検出器、７はエネルギー分散型Ｘ線検出器で
ある。

ＳＲ光光リング部ら入射された励起光はモノクロメータ
２を用いて単色化される。通常、モノクロメータ２とし
てはＳｉ結晶（＋１１）面が用いられる。

選択されるエネルギーはここでは１０ＫｅＶを用いた。

入射スリット３は極めて平行性の良い鋭利な２枚のブレ
ード３ａ、　３ｂの向き合った端縁間に形成されており
、２枚のブレード３ａ、　３ｂは圧電アクチュエータ４
ａ、　４ｂにより試料台５上の試料表面に対して斜上下
方向に相対変位させられ、このブレード３ａ。

３ｂの変位により入射スリット３の幅及び試料表面に対
する入射スリット３の位置が調整されるようになってい
る。ここに、圧電アクチュエータ４ａ。

４ｂは２枚のブレード３ａ、　３ｂ間に形成される入射
スリット３の幅と位置を制御する制御手段を構成してい
る。ゴニオメータ８の軸上に試料表面が乗るような構造
であり、ゴニオメータ８による試料台５の角度の測定精
度は０．０１度が副尺を用いて測れるようになっている
。また、試料台５への試料装填は、試料の裏面を真空チ
ャックで真空吸引して試料台５に吸着するようになって
いる。また、入射スリット３を透過した入射ビーム調整
の際にはウェハー状試料の代りに位置敏感検出器６が試
料台５上に装着され、該検出器６の表面がゴニオメータ
８の中心軸に乗るように水平駆動マイクロメータ９で調
整される。ここに、ゴニオメータ８及び水平駆動マイク
ロメータ９は試料台５の位置調整を行う位置調整機構を
構成している。

分析開始時にゴニオメータ８による試料台５の表面の入
射ビームに対する角度が４５″に設定され、入射スリッ
ト３は〜２００ｐ　ｍの幅に設定される。スリット３を
透過した入射ビームが位置敏感検出器６の中心に正確に
あたるようにゴニオメータ８の位置及び入射スリット３
の位置が調整される。次に徐々にゴニオメータ８の設定
角を小さくしていく。当然、位置敏感検出器６に投影さ
れる入射ビームの幅は大きくなるので、入射スリット３
の幅を圧電アクチュエータ４ａ、　４ｂの操作により狭
めてゆき、かつ位置敏感検出器６の中心軸に投影される
ようにゴニオメータ８の水平駆動マイクロメータ９を操
作する。全反射条件に近い場合は入射スリット３の幅は
〜２０Ｉ１ｍにすることにより、投影幅が〜ｌｏ＋ｎｍ
となる。本装置の特長はこれらの微調整を全て位置敏感
検出器６からの電気信号に基づいてコントローラ１０に
より入射スリット３の調整用圧電アクチュエータ４ａ、
　４ｂ、ゴニオメータ８及びマイクロメータ９を駆動制
御して行うことにある。

すなわち、位置敏感検出器６で得られた位置情報を入力
としてコントローラ１０は入射スリット３の調整用圧電
アクチュエータ４ａ、　４ｂ、ゴニオメータ８及びマイ
クロメータ９にフィードバックして、スリット３の幅、
スリット３及び試料台５の位置について微調整を行うこ
ととなり、スリット３の幅及び入射ビームの試料に対す
る入射角の調整を精度良く行うことが可能となる。

以」二の微調整を終了させた後、位置敏感検出器６を試
料台５から取外してこれに代えて試料を試− 斜台５に装着し、試料の表面にスリット３を介して入射
ビームを入射させ、エネルギー分散型Ｘ線検出器７を用
いて全反射測定を行う。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、自動的に迅速、
かつ安全な測定を行うことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。 １・・・シンクロトロン放射光リング ２・・・モノクロメータ　　　３・・・入射スリット３
ａ、　３ｂ・・・ブレード　　４ａ、４ｂ・・圧電アク
チュエータ５・・試料台　　　　　　　６・・位置敏感
検出器７・・・エネルギー分散型Ｘ線検出器 ８・・・ゴニオメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入射スリットを形成する２枚のブレードと、前記
   ２枚のブレードを相対変位させて入射スリットの幅と位
   置を制御する手段と、前記入射スリットを透過して試料
   台上に入射した入射ビームの位置を検出する手段と、前
   記検出手段で得られた位置情報を前記入射スリットの制
   御手段及び前記試料台の位置調整機構にフィードバック
   してこれらを駆動制御する手段とを有することを特徴と
   する全反射蛍光Ｘ線分析装置。