JPH04270953A - 元素分析方法および元素分析装置ならびに薄膜形成装置 - Google Patents
元素分析方法および元素分析装置ならびに薄膜形成装置Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、物質の表面または表
面近傍に存在する複数の元素を分析する元素分析方法お
よび元素分析装置、ならびに半導体プロセスにおける薄
膜形成中に試料の組成を測定しうる薄膜形成装置に関す
るものである。
面近傍に存在する複数の元素を分析する元素分析方法お
よび元素分析装置、ならびに半導体プロセスにおける薄
膜形成中に試料の組成を測定しうる薄膜形成装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子デバイスや半導体等が高集積
化、微細化し、それに伴い薄膜の膜質が電子デバイスの
性能を左右しつつある。例えば、二酸化けい素（ＳｉＯ
２ ）膜におけるけい素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との比が
１：２からずれると、膜中にＳｉＯ２ 以外の物質が混
入したことになり誘電率が変化し所望の高周波特性が得
られない。さらに、化合物の薄膜を形成する場合に、所
望の組成を得ることは、スパッタ率の違いや付着係数の
違い等により困難なことが多い。従来、薄膜形成装置で
薄膜を形成した後に組成分析装置で評価していたが、そ
の場合には、薄膜形成中の条件の変動による組成の変化
を薄膜形成中に補正することは困難であった。そこで薄
膜形成中の組成の変化を逐次測定する試みがなされてい
る。
化、微細化し、それに伴い薄膜の膜質が電子デバイスの
性能を左右しつつある。例えば、二酸化けい素（ＳｉＯ
２ ）膜におけるけい素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との比が
１：２からずれると、膜中にＳｉＯ２ 以外の物質が混
入したことになり誘電率が変化し所望の高周波特性が得
られない。さらに、化合物の薄膜を形成する場合に、所
望の組成を得ることは、スパッタ率の違いや付着係数の
違い等により困難なことが多い。従来、薄膜形成装置で
薄膜を形成した後に組成分析装置で評価していたが、そ
の場合には、薄膜形成中の条件の変動による組成の変化
を薄膜形成中に補正することは困難であった。そこで薄
膜形成中の組成の変化を逐次測定する試みがなされてい
る。
【０００３】図１７は組成変化を測定するための元素分
析部を有する薄膜形成装置を示す構成図である。図にお
いて、１はＸ線検出器を真空に保つための容器、３はＸ
線検出器２の真空を保ち、かつＸ線を透過する窓、６は
Ｘ線検出器を冷却するための液体窒素デューア、７はＸ
線を透過するＸ線透過窓である。
析部を有する薄膜形成装置を示す構成図である。図にお
いて、１はＸ線検出器を真空に保つための容器、３はＸ
線検出器２の真空を保ち、かつＸ線を透過する窓、６は
Ｘ線検出器を冷却するための液体窒素デューア、７はＸ
線を透過するＸ線透過窓である。
【０００４】１０は薄膜形成真空槽、１２は試料の製造
機構、１３は薄膜形成真空槽１０の排気を行う排気装置
であり、２１は試料、３１は試料２１の元素を励起して
特性Ｘ線（蛍光Ｘ線）を放出させる励起源である。なお
、５２は試料２１を保持するための試料ホルダ５１の先
端部であり、試料２１を取り付けることが可能になって
いる。
機構、１３は薄膜形成真空槽１０の排気を行う排気装置
であり、２１は試料、３１は試料２１の元素を励起して
特性Ｘ線（蛍光Ｘ線）を放出させる励起源である。なお
、５２は試料２１を保持するための試料ホルダ５１の先
端部であり、試料２１を取り付けることが可能になって
いる。
【０００５】図１８は容器１の内部を詳細に示したもの
で、図において、２はＸ線検出器（以下、検出器という
。）、４は検出器２の出力信号を増幅する増幅器、５は
増幅器４の信号を真空外に導出するとともに検出器を冷
却する冷温を外部から導入するロッドである。
で、図において、２はＸ線検出器（以下、検出器という
。）、４は検出器２の出力信号を増幅する増幅器、５は
増幅器４の信号を真空外に導出するとともに検出器を冷
却する冷温を外部から導入するロッドである。
【０００６】次に動作について説明する。例えば、ひ化
ガリウム（ＧａＡｓ）薄膜を形成する場合には、製造機
構１２は試料２１上にガリウム（Ｇａ）やひ素（Ａｓ）
を蒸着する。ここで、薄膜形成中に、電子銃などの励起
源３１から出力された電子ビームなどの励起ビームが試
料２１に与えられ、ＧａおよびＡｓを励起し特性Ｘ線を
放出させる。それらの特性Ｘ線は、Ｘ線透過窓７から一
旦大気中に取り出され、容器１の前面の窓３から検出器
２に入射する。検出された特性Ｘ線に対応した信号は、
増幅器４で増幅され、増幅信号がロッド５を介して外部
のスペクトルアナライザ等（図示せず）に与えられる。 このようにして、薄膜形成中に、試料２１の表面の組成
分析が可能になっている。
ガリウム（ＧａＡｓ）薄膜を形成する場合には、製造機
構１２は試料２１上にガリウム（Ｇａ）やひ素（Ａｓ）
を蒸着する。ここで、薄膜形成中に、電子銃などの励起
源３１から出力された電子ビームなどの励起ビームが試
料２１に与えられ、ＧａおよびＡｓを励起し特性Ｘ線を
放出させる。それらの特性Ｘ線は、Ｘ線透過窓７から一
旦大気中に取り出され、容器１の前面の窓３から検出器
２に入射する。検出された特性Ｘ線に対応した信号は、
増幅器４で増幅され、増幅信号がロッド５を介して外部
のスペクトルアナライザ等（図示せず）に与えられる。 このようにして、薄膜形成中に、試料２１の表面の組成
分析が可能になっている。
【０００７】次に、従来の元素分析装置について詳細に
説明する。図１９は例えば特開昭６０−８２８４０号公
報に示された従来の元素分析装置を示す構成図である。 図において、２は検出器、１１は真空容器、１４は排気
口であり、排気口１４は真空ポンプ（図示せず）に接続
され、真空ポンプの動作によって、真空容器１１の内部
は真空に保たれる。また、３２は試料２１に対して電子
ビームを放出する電子銃、５１は試料ホルダ、５２は試
料ホルダの先端部、７１は検出器２で検出されたＸ線の
スペクトル分離を行うスペクトルアナライザ、７２はス
ペクトルアナライザの出力を記憶する記憶装置である。 なお、記憶装置７２に代えて表示装置を設けることもで
きる。
説明する。図１９は例えば特開昭６０−８２８４０号公
報に示された従来の元素分析装置を示す構成図である。 図において、２は検出器、１１は真空容器、１４は排気
口であり、排気口１４は真空ポンプ（図示せず）に接続
され、真空ポンプの動作によって、真空容器１１の内部
は真空に保たれる。また、３２は試料２１に対して電子
ビームを放出する電子銃、５１は試料ホルダ、５２は試
料ホルダの先端部、７１は検出器２で検出されたＸ線の
スペクトル分離を行うスペクトルアナライザ、７２はス
ペクトルアナライザの出力を記憶する記憶装置である。 なお、記憶装置７２に代えて表示装置を設けることもで
きる。
【０００８】次に動作について説明する。試料２１は、
試料ホルダ５１の先端部５２に取り付けられるが、その
取り付けのために、真空容器１１の適当な部分に開閉部
を設けて、そこから試料２１を挿入することができる構
成としておく。あるいは、外部で試料２１を取り付ける
ために試料ホルダ５１を抜き取れる構成としてもよい。 そして、試料ホルダ５１は、ベローズなどを用いて回転
や前進、後進ができるようになっていて、試料２１の位
置や角度を変化させることができる。
試料ホルダ５１の先端部５２に取り付けられるが、その
取り付けのために、真空容器１１の適当な部分に開閉部
を設けて、そこから試料２１を挿入することができる構
成としておく。あるいは、外部で試料２１を取り付ける
ために試料ホルダ５１を抜き取れる構成としてもよい。 そして、試料ホルダ５１は、ベローズなどを用いて回転
や前進、後進ができるようになっていて、試料２１の位
置や角度を変化させることができる。
【０００９】電子銃３２は、電源からの電流によって電
子ビームを発生しそれを放出する。放出された電子ビー
ムは、必要に応じて電子レンズやコリメータ（ともに図
示せず）を通して、試料２１の表面に照射される。この
電子ビームによって励起された、試料２１の表面および
表面近傍に存在する元素からの特性Ｘ線が検出器２で検
知される。検知されたＸ線はスペクトルアナライザ７１
でスペクトル分離される。そして、スペクトルアナライ
ザ７１から出力されたＸ線スペクトルは、記憶装置７２
で記憶される。
子ビームを発生しそれを放出する。放出された電子ビー
ムは、必要に応じて電子レンズやコリメータ（ともに図
示せず）を通して、試料２１の表面に照射される。この
電子ビームによって励起された、試料２１の表面および
表面近傍に存在する元素からの特性Ｘ線が検出器２で検
知される。検知されたＸ線はスペクトルアナライザ７１
でスペクトル分離される。そして、スペクトルアナライ
ザ７１から出力されたＸ線スペクトルは、記憶装置７２
で記憶される。
【００１０】ここで、Ｘ線の取り出し角は、試料２１か
ら放出される電磁波（一般には特性Ｘ線）の全反射角、
すなわち臨界角またはその近傍に選択される。取り出し
角を臨界角に選んでいる理由を、「応用物理」第５６巻
第７号（１９８７年）Ｐ．８４２〜Ｐ．８５０の記載、
および「応用物理欧文誌（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ）」
第２４巻第６号（１９８５年）Ｐ．Ｌ３８７〜Ｐ．Ｌ３
９０の記載にもとづいて説明する。なお、以下、臨界角
、視射角などの各角度はＸ線の入射方向または出射方向
と表面とのなす角度を示す。
ら放出される電磁波（一般には特性Ｘ線）の全反射角、
すなわち臨界角またはその近傍に選択される。取り出し
角を臨界角に選んでいる理由を、「応用物理」第５６巻
第７号（１９８７年）Ｐ．８４２〜Ｐ．８５０の記載、
および「応用物理欧文誌（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ）」
第２４巻第６号（１９８５年）Ｐ．Ｌ３８７〜Ｐ．Ｌ３
９０の記載にもとづいて説明する。なお、以下、臨界角
、視射角などの各角度はＸ線の入射方向または出射方向
と表面とのなす角度を示す。
【００１１】物質から真空中に出るＸ線の屈折は、図２
０に示すようになり、物質から真空中に放出されるＸ線
はある臨界角θＣ よりも小さな角度では強度が急激に
減少する。この臨界角は真空中から物質に同じエネルギ
ーのＸ線を入射したときに全反射を起こす臨界角と一致
している。この臨界角θＣは
０に示すようになり、物質から真空中に放出されるＸ線
はある臨界角θＣ よりも小さな角度では強度が急激に
減少する。この臨界角は真空中から物質に同じエネルギ
ーのＸ線を入射したときに全反射を起こす臨界角と一致
している。この臨界角θＣは
【数１】
と表わされる。ただし、Ｚ、Ａ、ρはそれぞれ物質の原
子番号、質量数、密度、λはＸ線の波長である。
子番号、質量数、密度、λはＸ線の波長である。
【００１２】例えば、電子ビームを入射したとき、物質
中で発生した特性Ｘ線は、図２１に示すような屈折をす
る。よって、臨界角θＣ 付近で取り出される特性Ｘ線
には表面層の情報が多く含まれ、臨界角θＣ よりも大
きな角度になればなるほど深いところからの情報が含ま
れるようになる。数１からわかるように臨界角はＸ線の
波長により異なり、波長の短いＸ線ほど、すなわちエネ
ルギーの高いＸ線ほど、小さい角度になる。また、特性
Ｘ線はそれぞれの元素特有のエネルギー値を持つ。例え
ば、Ｓｉ表面上に銀（Ａｇ）を一原子層程度蒸着をした
試料２１からの特性Ｘ線の取り出し角依存性は図２２に
示すようになる。このとき、Ａｇの特性Ｘ線のＳｉに対
する全反射角またはその近傍でＡｇから放出される特性
Ｘ線を検出すると、非常に感度よく検出できる。また、
Ｓｉの特性Ｘ線のＳｉに対する全反射角またはその近傍
でＳｉから放出される特性Ｘ線を検出すると、Ｓｉ表面
付近から放出されている特性Ｘ線を選択的に検出できる
。
中で発生した特性Ｘ線は、図２１に示すような屈折をす
る。よって、臨界角θＣ 付近で取り出される特性Ｘ線
には表面層の情報が多く含まれ、臨界角θＣ よりも大
きな角度になればなるほど深いところからの情報が含ま
れるようになる。数１からわかるように臨界角はＸ線の
波長により異なり、波長の短いＸ線ほど、すなわちエネ
ルギーの高いＸ線ほど、小さい角度になる。また、特性
Ｘ線はそれぞれの元素特有のエネルギー値を持つ。例え
ば、Ｓｉ表面上に銀（Ａｇ）を一原子層程度蒸着をした
試料２１からの特性Ｘ線の取り出し角依存性は図２２に
示すようになる。このとき、Ａｇの特性Ｘ線のＳｉに対
する全反射角またはその近傍でＡｇから放出される特性
Ｘ線を検出すると、非常に感度よく検出できる。また、
Ｓｉの特性Ｘ線のＳｉに対する全反射角またはその近傍
でＳｉから放出される特性Ｘ線を検出すると、Ｓｉ表面
付近から放出されている特性Ｘ線を選択的に検出できる
。
【００１３】ところで、例えば、Ｓｉ表面上にカルシウ
ム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）または亜鉛（Ｚｎ
）が不純物として極少量付着している場合のそれぞれの
元素からの特性Ｘ線の取り出し角依存性は、図示２３に
示すようになり、このとき、それぞれの元素の特性Ｘ線
のＳｉに対する全反射角はそれぞれ異なる。また、試料
２１が硫化亜鉛（ＺｎＳ）からできている場合、この試
料２１から放出される特性Ｘ線の取り出し角依存性は図
２４に示すようになり、このとき、Ｚｎおよび硫黄（Ｓ
）の特性Ｘ線のＺｎＳに対する全反射角は異なり、Ｚｎ
の全反射角ではＳの特性Ｘ線の強度が非常に小さく、Ｓ
の全反射角ではＺｎの特性Ｘ線が深いところからの情報
を多く含んでいる。
ム（Ｃａ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）または亜鉛（Ｚｎ
）が不純物として極少量付着している場合のそれぞれの
元素からの特性Ｘ線の取り出し角依存性は、図示２３に
示すようになり、このとき、それぞれの元素の特性Ｘ線
のＳｉに対する全反射角はそれぞれ異なる。また、試料
２１が硫化亜鉛（ＺｎＳ）からできている場合、この試
料２１から放出される特性Ｘ線の取り出し角依存性は図
２４に示すようになり、このとき、Ｚｎおよび硫黄（Ｓ
）の特性Ｘ線のＺｎＳに対する全反射角は異なり、Ｚｎ
の全反射角ではＳの特性Ｘ線の強度が非常に小さく、Ｓ
の全反射角ではＺｎの特性Ｘ線が深いところからの情報
を多く含んでいる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来の元素分析装置は
以上のように構成されているので、複数の元素が試料２
１の表面近傍に存在する場合に、各元素により特性Ｘ線
のエネルギー値が異なるため試料２１に対する全反射角
が異なり、ある元素の全反射角近傍で特性Ｘ線を検出す
ると他の元素の特性Ｘ線の強度が減少したり深いところ
からの情報が多く入り表面感度が落ちる（試料２１の表
面に関する情報に不要情報が多く含まれる。）という課
題があった。
以上のように構成されているので、複数の元素が試料２
１の表面近傍に存在する場合に、各元素により特性Ｘ線
のエネルギー値が異なるため試料２１に対する全反射角
が異なり、ある元素の全反射角近傍で特性Ｘ線を検出す
ると他の元素の特性Ｘ線の強度が減少したり深いところ
からの情報が多く入り表面感度が落ちる（試料２１の表
面に関する情報に不要情報が多く含まれる。）という課
題があった。
【００１５】また、図１７に示されたような従来の組成
測定が可能な薄膜形成装置は上述のように構成されてい
るので、以下のような課題があった。 （１）従来、Ｘ線透過窓７にはベリリウム（Ｂｅ）箔が
使われ、通常の真空状態が保たれる厚さでは、Ｘ線エネ
ルギーが１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線は吸収されるため、酸化
物や炭化物といった軽元素を含む物質の特性Ｘ線を測定
することが困難であった。
測定が可能な薄膜形成装置は上述のように構成されてい
るので、以下のような課題があった。 （１）従来、Ｘ線透過窓７にはベリリウム（Ｂｅ）箔が
使われ、通常の真空状態が保たれる厚さでは、Ｘ線エネ
ルギーが１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線は吸収されるため、酸化
物や炭化物といった軽元素を含む物質の特性Ｘ線を測定
することが困難であった。
【００１６】（２）たとえ、軟Ｘ線を透過する有機物質
（例えばパリレン）をＸ線透過窓７として用いたとして
も、薄膜形成中の基板等からの輻射熱により、Ｘ線透過
窓が軟化したり溶けたりすることがある。
（例えばパリレン）をＸ線透過窓７として用いたとして
も、薄膜形成中の基板等からの輻射熱により、Ｘ線透過
窓が軟化したり溶けたりすることがある。
【００１７】（３）さらに、軽元素が測定できるように
工夫しても、特に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）あるいは炭素
（Ｃ）のような軽元素の場合、原子番号が小さくなるほ
ど特性Ｘ線の発生効率は極端に低くなるので、このよう
な軽元素を含むような化合物においては、たとえ組成比
が１：１でも、特性Ｘ線の収量が大幅に異なる。このた
め、検出器２に入ってきた特性Ｘ線をパルス計測する際
、パルス計測の計数率が特性Ｘ線の収量の大きい方に律
速され、収量の小さい方の計数率が非常に小さくなるの
で、精度よく測定するためには測定時間を長くする必要
があった。従って、軽元素を含む物質を測定する際に測
定時間がかかるために、薄膜形成速度に追従することが
困難であり、薄膜形成プロセス過程における軽元素を含
む試料２１の組成を逐一測定することは困難であった。
工夫しても、特に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）あるいは炭素
（Ｃ）のような軽元素の場合、原子番号が小さくなるほ
ど特性Ｘ線の発生効率は極端に低くなるので、このよう
な軽元素を含むような化合物においては、たとえ組成比
が１：１でも、特性Ｘ線の収量が大幅に異なる。このた
め、検出器２に入ってきた特性Ｘ線をパルス計測する際
、パルス計測の計数率が特性Ｘ線の収量の大きい方に律
速され、収量の小さい方の計数率が非常に小さくなるの
で、精度よく測定するためには測定時間を長くする必要
があった。従って、軽元素を含む物質を測定する際に測
定時間がかかるために、薄膜形成速度に追従することが
困難であり、薄膜形成プロセス過程における軽元素を含
む試料２１の組成を逐一測定することは困難であった。
【００１８】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、試料に軽元素が含まれていても、
薄膜形成プロセスにおける試料の組成を逐一測定できる
薄膜形成装置を得ることを目的とする。また、複数の元
素が表面近傍に存在する場合に複数の元素に関する表面
感度を落とさずに測定できる元素分析方法および元素分
析装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、試料に軽元素が含まれていても、
薄膜形成プロセスにおける試料の組成を逐一測定できる
薄膜形成装置を得ることを目的とする。また、複数の元
素が表面近傍に存在する場合に複数の元素に関する表面
感度を落とさずに測定できる元素分析方法および元素分
析装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る薄膜形成装置は、試料に含まれている各元素を励起し
て各特性Ｘ線を放出させる励起源と、各特性Ｘ線を反射
する全反射ミラーと、全反射ミラーで反射された各特性
Ｘ線を検出するＸ線検出器と、全反射ミラーに入射する
各特性Ｘ線の入射角度範囲および前記全反射ミラーで反
射された各特性Ｘ線のうち前記検出器に達するものの出
射角度範囲を定めるスリットと、検出器を熱および光か
ら遮蔽するとともに１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を
透過し、かつ、耐熱性ある遮蔽体とを備えたものである
。
る薄膜形成装置は、試料に含まれている各元素を励起し
て各特性Ｘ線を放出させる励起源と、各特性Ｘ線を反射
する全反射ミラーと、全反射ミラーで反射された各特性
Ｘ線を検出するＸ線検出器と、全反射ミラーに入射する
各特性Ｘ線の入射角度範囲および前記全反射ミラーで反
射された各特性Ｘ線のうち前記検出器に達するものの出
射角度範囲を定めるスリットと、検出器を熱および光か
ら遮蔽するとともに１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を
透過し、かつ、耐熱性ある遮蔽体とを備えたものである
。
【００２０】請求項２記載の発明に係る元素分析方法は
、電子ビーム、イオンビームもしくは中性粒子ビームな
どのエネルギー粒子またはＸ線などの電磁波を、試料の
表面に照射する照射ステップと、照射ステップによって
励起された試料の表面近傍に存在する各元素が発生する
第２の電磁波を、試料の表面における第２の電磁波の全
反射角を含む範囲を有する取り出し角をもって取り出す
取り出しステップと、取り出された第２の電磁波をそれ
ぞれ全反射させる反射ステップと、全反射した第２の電
磁波を分光し検出する検出ステップとを備えたものであ
る。
、電子ビーム、イオンビームもしくは中性粒子ビームな
どのエネルギー粒子またはＸ線などの電磁波を、試料の
表面に照射する照射ステップと、照射ステップによって
励起された試料の表面近傍に存在する各元素が発生する
第２の電磁波を、試料の表面における第２の電磁波の全
反射角を含む範囲を有する取り出し角をもって取り出す
取り出しステップと、取り出された第２の電磁波をそれ
ぞれ全反射させる反射ステップと、全反射した第２の電
磁波を分光し検出する検出ステップとを備えたものであ
る。
【００２１】請求項３記載の発明に係る元素分析方法は
、請求項３記載の発明に係る方法の照射ステップにおい
て、電磁波を、試料表面におけるその電磁波の全反射角
を含む範囲の入射角で表面に入射させるようにしたもの
である。
、請求項３記載の発明に係る方法の照射ステップにおい
て、電磁波を、試料表面におけるその電磁波の全反射角
を含む範囲の入射角で表面に入射させるようにしたもの
である。
【００２２】請求項４記載の発明に係る元素分析装置は
、試料の表面近傍に存在する１種類以上の元素を励起し
てその元素の特性Ｘ線を放出させる励起源と、試料の表
面における特性Ｘ線の全反射角を含む範囲を有する取り
出し角をもって放出された特性Ｘ線を取り出すスリット
と、曲面ミラーまたは１つ以上の平面ミラーを組み合わ
せたミラーであって、スリットを通過した特性Ｘ線をそ
れぞれ全反射させるミラーと、ミラーで反射された特性
Ｘ線を検出するＸ線検出器とを備えたものである。
、試料の表面近傍に存在する１種類以上の元素を励起し
てその元素の特性Ｘ線を放出させる励起源と、試料の表
面における特性Ｘ線の全反射角を含む範囲を有する取り
出し角をもって放出された特性Ｘ線を取り出すスリット
と、曲面ミラーまたは１つ以上の平面ミラーを組み合わ
せたミラーであって、スリットを通過した特性Ｘ線をそ
れぞれ全反射させるミラーと、ミラーで反射された特性
Ｘ線を検出するＸ線検出器とを備えたものである。
【００２３】請求項５記載の発明に係る元素分析装置は
、ミラーを、反射面の場所が異なると反射面の材質が異
なる曲線ミラーまたはそれぞれ異なる材質の反射面を有
する複数の平面ミラーの組み合わせとしたものである。
、ミラーを、反射面の場所が異なると反射面の材質が異
なる曲線ミラーまたはそれぞれ異なる材質の反射面を有
する複数の平面ミラーの組み合わせとしたものである。
【００２４】そして、請求項６記載の発明に係る元素分
析装置は、ミラーを、２軸方向に曲率を有しスリットを
通過したＸ線を全反射させるとともに反射したＸ線を集
光させるものとしたものである。
析装置は、ミラーを、２軸方向に曲率を有しスリットを
通過したＸ線を全反射させるとともに反射したＸ線を集
光させるものとしたものである。
【００２５】
【作用】請求項１記載の発明における全反射ミラーおよ
びスリットは、放出された特性Ｘ線を選択的に検出器に
与えるようにし、複数の元素の特性Ｘ線の検出器におけ
る強度を同程度にすることを可能にする。
びスリットは、放出された特性Ｘ線を選択的に検出器に
与えるようにし、複数の元素の特性Ｘ線の検出器におけ
る強度を同程度にすることを可能にする。
【００２６】請求項２記載の発明における反射ステップ
は、取り出しステップにおいて取り出された電磁波を、
その電磁波のミラーに対する全反射角等の反射角で反射
させ、試料の表面近傍の情報を選択的に検出ステップに
与える。
は、取り出しステップにおいて取り出された電磁波を、
その電磁波のミラーに対する全反射角等の反射角で反射
させ、試料の表面近傍の情報を選択的に検出ステップに
与える。
【００２７】請求項３記載の発明における照射ステップ
は、試料に対する電磁波の全反射角を含む範囲の入射角
で、試料表面に電磁波を入射し、試料表面に存在する元
素のみを励起する。
は、試料に対する電磁波の全反射角を含む範囲の入射角
で、試料表面に電磁波を入射し、試料表面に存在する元
素のみを励起する。
【００２８】請求項４記載の発明におけるスリットおよ
びミラーは、試料から全反射角を含む範囲の取り出し角
で特性Ｘ線を取り出すとともに、その特性Ｘ線のミラー
に対する全反射角等の反射角で反射させ、試料の表面近
傍の情報を選択的にＸ線検出器に与える。
びミラーは、試料から全反射角を含む範囲の取り出し角
で特性Ｘ線を取り出すとともに、その特性Ｘ線のミラー
に対する全反射角等の反射角で反射させ、試料の表面近
傍の情報を選択的にＸ線検出器に与える。
【００２９】請求項５記載の発明におけるミラーは、ス
リットによる特性Ｘ線の取り出し角に応じて、反射角が
変化するので、試料の表面近傍の情報を選択的にＸ線検
出器に与える。
リットによる特性Ｘ線の取り出し角に応じて、反射角が
変化するので、試料の表面近傍の情報を選択的にＸ線検
出器に与える。
【００３０】そして、請求項６記載の発明におけるミラ
ーは、２軸方向に曲率を有し、反射Ｘ線を１点に集中さ
せ、検出器の検出面積を小さくすることを可能にする。
ーは、２軸方向に曲率を有し、反射Ｘ線を１点に集中さ
せ、検出器の検出面積を小さくすることを可能にする。
【００３１】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１は、軽元素を含む薄膜を形成する際にも試料
の組成の測定を可能にする薄膜形成装置を示す構成図で
ある。図において、４１は検出器２に入る熱や光を遮蔽
するとともに１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を透過し
、かつ耐熱性のある遮蔽体、４２はソーダ石灰ガラスな
どの全反射ミラー、４３は全反射ミラー４２に対する特
性Ｘ線の入出角の範囲を設定できるスリットであり、そ
の他のものは同一符号を付して図１７または図１８に示
したものと同一のものである。
する。図１は、軽元素を含む薄膜を形成する際にも試料
の組成の測定を可能にする薄膜形成装置を示す構成図で
ある。図において、４１は検出器２に入る熱や光を遮蔽
するとともに１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を透過し
、かつ耐熱性のある遮蔽体、４２はソーダ石灰ガラスな
どの全反射ミラー、４３は全反射ミラー４２に対する特
性Ｘ線の入出角の範囲を設定できるスリットであり、そ
の他のものは同一符号を付して図１７または図１８に示
したものと同一のものである。
【００３２】次に動作について説明する。ミラー４２に
おいて、図２に示すように（図２はソーダ石灰ガラスに
よるミラーに各種元素の特性Ｘ線が入射されたときの反
射率を示している。）、ある視射角では、エネルギーの
高いＸ線ほど反射率が低い。そこで、その性質を利用し
て、Ｘ線のミラー４２への入出角の範囲をスリット４３
で適当に設定することにより、例えば２つのエネルギー
値を持ったＸ線のうちの低エネルギーのＸ線の強度が小
さくても、検出器２側に供給される２つのＸ線の強度を
同程度にすることができる。
おいて、図２に示すように（図２はソーダ石灰ガラスに
よるミラーに各種元素の特性Ｘ線が入射されたときの反
射率を示している。）、ある視射角では、エネルギーの
高いＸ線ほど反射率が低い。そこで、その性質を利用し
て、Ｘ線のミラー４２への入出角の範囲をスリット４３
で適当に設定することにより、例えば２つのエネルギー
値を持ったＸ線のうちの低エネルギーのＸ線の強度が小
さくても、検出器２側に供給される２つのＸ線の強度を
同程度にすることができる。
【００３３】薄膜形成装置において、励起源３１は、試
料２１に形成される薄膜の各構成物質の特性Ｘ線を励起
する。励起された特性Ｘ線は、一方のスリット４３を介
して全反射ミラー４２に入力し、全反射ミラー４２で反
射された後、他方のスリット４３を介して検出器２に供
給される。ここで、スリット４３は、全反射ミラー４２
で反射される各構成物質の特性Ｘ線の検出器２における
強度が同程度になるように設定される。
料２１に形成される薄膜の各構成物質の特性Ｘ線を励起
する。励起された特性Ｘ線は、一方のスリット４３を介
して全反射ミラー４２に入力し、全反射ミラー４２で反
射された後、他方のスリット４３を介して検出器２に供
給される。ここで、スリット４３は、全反射ミラー４２
で反射される各構成物質の特性Ｘ線の検出器２における
強度が同程度になるように設定される。
【００３４】よって、検出器２において、各特性Ｘ線の
パルス計測をする際に、特性Ｘ線の収量の大きい方で計
数率が律速されることはない。すなわち、軽元素を含む
薄膜を試料２１に形成する際にも、試料２１の組成測定
の速度は、薄膜形成速度に追従できる。
パルス計測をする際に、特性Ｘ線の収量の大きい方で計
数率が律速されることはない。すなわち、軽元素を含む
薄膜を試料２１に形成する際にも、試料２１の組成測定
の速度は、薄膜形成速度に追従できる。
【００３５】遮蔽体４１は例えば図３に示すような構造
を有する。すなわち、Ｘ線エネルギーが１ｋｅＶ以下の
軟Ｘ線が透過しうるように、低原子番号の材料、例えば
ＡｌやＢｅの金属薄膜４１ａを有する。この金属薄膜４
１ａは従来のＸ線透過窓７よりも薄い。その結果、金属
薄膜４１ａの輻射熱を逃がす作用が弱まるので、熱伝導
率の良い支持膜４１ｂが設けられる。さらに、支持膜４
１ｂは、軟Ｘ線をよく透過すること、および強度がある
ことが望まれ、例えば多結晶またはアモルファスの窒化
ほう素（ＢＮ）が用いられる。また、金属薄膜４１ａお
よび支持膜４１ｂを支持し、かつ、この遮蔽体４１の製
造を容易にする等のために、Ｓｉの支持体４１ｃが設け
られる。
を有する。すなわち、Ｘ線エネルギーが１ｋｅＶ以下の
軟Ｘ線が透過しうるように、低原子番号の材料、例えば
ＡｌやＢｅの金属薄膜４１ａを有する。この金属薄膜４
１ａは従来のＸ線透過窓７よりも薄い。その結果、金属
薄膜４１ａの輻射熱を逃がす作用が弱まるので、熱伝導
率の良い支持膜４１ｂが設けられる。さらに、支持膜４
１ｂは、軟Ｘ線をよく透過すること、および強度がある
ことが望まれ、例えば多結晶またはアモルファスの窒化
ほう素（ＢＮ）が用いられる。また、金属薄膜４１ａお
よび支持膜４１ｂを支持し、かつ、この遮蔽体４１の製
造を容易にする等のために、Ｓｉの支持体４１ｃが設け
られる。
【００３６】そのような遮蔽体４１は、熱や光が検出器
２に入ることを防止し検出器２を保護する。また、遮蔽
体４１は、耐熱性があるので、薄膜形成中の基板加熱な
どによる輻射熱によって変形することはない。従って、
この薄膜形成装置は、薄膜形成中において、逐次特性Ｘ
線を測定することができる。
２に入ることを防止し検出器２を保護する。また、遮蔽
体４１は、耐熱性があるので、薄膜形成中の基板加熱な
どによる輻射熱によって変形することはない。従って、
この薄膜形成装置は、薄膜形成中において、逐次特性Ｘ
線を測定することができる。
【００３７】なお、上記実施例では検出器２が大気にさ
らされることが可能なものとしているが、検出器２を絶
えず真空に保つ必要がある場合には図４に示すように構
成することができる。図において、４４は容器１の前面
で容器１の一部を開閉する開閉機構である。このように
すれば、薄膜形成装置の保守等で真空槽１０の真空を破
る際に、開閉機構４４を閉じることで検出器２を真空に
保つことができる。
らされることが可能なものとしているが、検出器２を絶
えず真空に保つ必要がある場合には図４に示すように構
成することができる。図において、４４は容器１の前面
で容器１の一部を開閉する開閉機構である。このように
すれば、薄膜形成装置の保守等で真空槽１０の真空を破
る際に、開閉機構４４を閉じることで検出器２を真空に
保つことができる。
【００３８】また、図５は、真空槽１０の焼き出しを行
う場合に、ゲートバルブ４５により、焼き出し不可能な
部分を脱着可能とした場合を示している。この場合には
、装着時に薄膜形成真空槽１０の排気装置１３とは独立
の排気装置４７で脱着部分の真空箱４６を真空に引き、
その後、ゲートバルブ４５を開放することで同様の効果
が得られる。
う場合に、ゲートバルブ４５により、焼き出し不可能な
部分を脱着可能とした場合を示している。この場合には
、装着時に薄膜形成真空槽１０の排気装置１３とは独立
の排気装置４７で脱着部分の真空箱４６を真空に引き、
その後、ゲートバルブ４５を開放することで同様の効果
が得られる。
【００３９】また、遮蔽体４１を、図６に示すように容
器１と出口側のスリット４３の間に置いても同様の効果
を奏する。
器１と出口側のスリット４３の間に置いても同様の効果
を奏する。
【００４０】また、上記各実施例では薄膜形成装置にお
ける組成の測定時間の低減について述べたが、通常の組
成分析装置の組成の測定時間を低減することにも利用で
きる。
ける組成の測定時間の低減について述べたが、通常の組
成分析装置の組成の測定時間を低減することにも利用で
きる。
【００４１】図７は本発明による元素分析方法を粒子励
起Ｘ線分光（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｘ−
Ｒａｙ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ； ＰＩＸＥ ）法に適用し
た場合に実現される元素分析装置の一例を示す構成図で
ある。図において、３３はイオンビーム加速器、８１は
Ｘ線を取り出すためのスリット、９１はＸ線を反射する
ミラーである。その他のものは同一符号を付して図１９
に示したものと同一のものである。
起Ｘ線分光（Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｘ−
Ｒａｙ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ； ＰＩＸＥ ）法に適用し
た場合に実現される元素分析装置の一例を示す構成図で
ある。図において、３３はイオンビーム加速器、８１は
Ｘ線を取り出すためのスリット、９１はＸ線を反射する
ミラーである。その他のものは同一符号を付して図１９
に示したものと同一のものである。
【００４２】次に動作について説明する。イオンビーム
加速器３３は、加速されたイオンビームを試料２１に照
射する。すると、イオンビームによって励起された元素
が特性Ｘ線を放出する。ここで、スリット８１は、放出
された特性Ｘ線を、全反射角を含む取り出し角で取り出
せるように設定されている。従って、取り出し角が全反
射角となっているものを含む特性Ｘ線は、ミラー９１に
入射する。そして、ミラー９１は、それらＸ線を反射す
る。反射されたＸ線は、検出器２で検知され、スペクト
ルアナライザ７１を介して記憶装置７２にＸ線スペクト
ルとして記憶される。なお、記憶装置７２に代えて表示
装置を設けてもよいことは、従来の場合と同様である。
加速器３３は、加速されたイオンビームを試料２１に照
射する。すると、イオンビームによって励起された元素
が特性Ｘ線を放出する。ここで、スリット８１は、放出
された特性Ｘ線を、全反射角を含む取り出し角で取り出
せるように設定されている。従って、取り出し角が全反
射角となっているものを含む特性Ｘ線は、ミラー９１に
入射する。そして、ミラー９１は、それらＸ線を反射す
る。反射されたＸ線は、検出器２で検知され、スペクト
ルアナライザ７１を介して記憶装置７２にＸ線スペクト
ルとして記憶される。なお、記憶装置７２に代えて表示
装置を設けてもよいことは、従来の場合と同様である。
【００４３】ここで、Ｓｉの試料２１の表面上に、Ｃａ
、ＦｅおよびＣｕが不純物として極小量付着している場
合について説明する。この場合に、各元素からの取り出
し角と特性Ｘ線の強度との関係は、図２３に示されるよ
うになっていた。すなわち、Ｃａ、ＦｅおよびＣｕの特
性Ｘ線のＳｉに対する全反射角は、図２３より（または
数１より）、それぞれ０．４８°、０．２７°および０
．２１°である。そこで、スリット８１は、試料２１の
表面から０．４８°〜０．２１°の角度で出射されるＸ
線が通過するように設定される。
、ＦｅおよびＣｕが不純物として極小量付着している場
合について説明する。この場合に、各元素からの取り出
し角と特性Ｘ線の強度との関係は、図２３に示されるよ
うになっていた。すなわち、Ｃａ、ＦｅおよびＣｕの特
性Ｘ線のＳｉに対する全反射角は、図２３より（または
数１より）、それぞれ０．４８°、０．２７°および０
．２１°である。そこで、スリット８１は、試料２１の
表面から０．４８°〜０．２１°の角度で出射されるＸ
線が通過するように設定される。
【００４４】そして、スリット８１を通過したＸ線は、
ミラー９１において、ある反射角で反射される。このと
き、低いエネルギーの特性Ｘ線は全反射角が大きく、低
いエネルギーの全反射角で取り出された特性Ｘ線には高
いエネルギーの特性Ｘ線も含まれる。この高いエネルギ
ーの特性Ｘ線の全反射角は、低エネルギーの全反射角よ
りも小さいので、この（低エネルギーの）全反射角では
深いところからの情報も含まれている。この全反射角で
取り出された特性Ｘ線をミラー９１である反射角におい
て反射されると、図８に示すような関係から、高いエネ
ルギーの特性Ｘ線を減衰させることができる。これを、
それぞれの元素の全反射角について行うことにより、複
数の元素の表面近傍の情報を選択的に取り出すことがで
きる。
ミラー９１において、ある反射角で反射される。このと
き、低いエネルギーの特性Ｘ線は全反射角が大きく、低
いエネルギーの全反射角で取り出された特性Ｘ線には高
いエネルギーの特性Ｘ線も含まれる。この高いエネルギ
ーの特性Ｘ線の全反射角は、低エネルギーの全反射角よ
りも小さいので、この（低エネルギーの）全反射角では
深いところからの情報も含まれている。この全反射角で
取り出された特性Ｘ線をミラー９１である反射角におい
て反射されると、図８に示すような関係から、高いエネ
ルギーの特性Ｘ線を減衰させることができる。これを、
それぞれの元素の全反射角について行うことにより、複
数の元素の表面近傍の情報を選択的に取り出すことがで
きる。
【００４５】ここで、一例として、ミラー９１が金（Ａ
ｕ）でできている場合について考える。各Ｘ線の反射角
と反射率との関係は、それぞれ図８に示すようになって
いる。よって、取り出し角０．４８°（Ｃａの特性Ｘ線
のＳｉに対する全反射角であって、ＦｅおよびＣｕに関
する全反射角より大）で取り出されたＸ線が、ミラー９
１の面に１．３９°で入射するようにしておけば、その
反射角で反射されるＸ線中において、ＦｅおよびＣｕの
特性Ｘ線は減衰している。すなわち、試料２１の深いと
ころからの情報を含んだＦｅおよびＣｕの特性Ｘ線は減
衰している。
ｕ）でできている場合について考える。各Ｘ線の反射角
と反射率との関係は、それぞれ図８に示すようになって
いる。よって、取り出し角０．４８°（Ｃａの特性Ｘ線
のＳｉに対する全反射角であって、ＦｅおよびＣｕに関
する全反射角より大）で取り出されたＸ線が、ミラー９
１の面に１．３９°で入射するようにしておけば、その
反射角で反射されるＸ線中において、ＦｅおよびＣｕの
特性Ｘ線は減衰している。すなわち、試料２１の深いと
ころからの情報を含んだＦｅおよびＣｕの特性Ｘ線は減
衰している。
【００４６】また、取り出し角０．２７°（Ｆｅの特性
Ｘ線のＳｉに対する全反射角であって、Ｃｕに関する全
反射角より大）で取り出されたＸ線が、ミラー９１の面
に０．７７°で入射するようにしておけば、その反射角
で反射されるＸ線中において、Ｃｕの特性Ｘ線は減衰し
ている。すなわち、試料２１の深いところからの情報を
含んだＣｕの特性Ｘ線は減衰している。さらに、取り出
した角０．２１°（Ｃｕの特性Ｘ線のＳｉに対する全反
射角）で取り出されたＸ線がミラー面に０．６１°以下
で入射するようにして、その特性Ｘ線を減衰させないよ
うにする。このようにして、各元素の特性Ｘ線に対する
他の元素の特性Ｘ線の影響を低減させることができる。 また、励起源としてイオンビームを用いているので、制
動放射Ｘ線量を小さくでき、その結果、検出Ｘ線のバッ
クグラウンドを減らすことができる。
Ｘ線のＳｉに対する全反射角であって、Ｃｕに関する全
反射角より大）で取り出されたＸ線が、ミラー９１の面
に０．７７°で入射するようにしておけば、その反射角
で反射されるＸ線中において、Ｃｕの特性Ｘ線は減衰し
ている。すなわち、試料２１の深いところからの情報を
含んだＣｕの特性Ｘ線は減衰している。さらに、取り出
した角０．２１°（Ｃｕの特性Ｘ線のＳｉに対する全反
射角）で取り出されたＸ線がミラー面に０．６１°以下
で入射するようにして、その特性Ｘ線を減衰させないよ
うにする。このようにして、各元素の特性Ｘ線に対する
他の元素の特性Ｘ線の影響を低減させることができる。 また、励起源としてイオンビームを用いているので、制
動放射Ｘ線量を小さくでき、その結果、検出Ｘ線のバッ
クグラウンドを減らすことができる。
【００４７】なお、各元素の特性Ｘ線のエネルギー値は
離散的であるから、図９に示すようないくつかの平面ミ
ラー９１ａ〜９１ｄを組み合わせることにより、以上に
述べたことを実現しうるミラー９１Ａを構成できる。す
なわち、スリット８１による各取り出し角（上記の例で
は０．４８°、０．２７°、０．２１°）に応じたＸ線
がいずれかの平面ミラー９１ａ〜９１ｄに入射するよう
にし、かつ、各平面ミラー９１ａ〜９１ｄにおける反射
角が適切になるように（上記の例では１．３９°、０．
７７°、０．６１°以下）各平面ミラー９１ａ〜９１ｄ
を設定しておく。また、ミラー９１Ａの基部（図中Ｉで
示す）に石英（ＳｉＯ２ ）や炭化けい素（ＳｉＣ）等
を用いて、表面部（図中ＩＩで示す）に数１０００オン
グストローム程度のＡｕ膜を蒸着したものは、全てがＡ
ｕでできているものと同様に作用する。
離散的であるから、図９に示すようないくつかの平面ミ
ラー９１ａ〜９１ｄを組み合わせることにより、以上に
述べたことを実現しうるミラー９１Ａを構成できる。す
なわち、スリット８１による各取り出し角（上記の例で
は０．４８°、０．２７°、０．２１°）に応じたＸ線
がいずれかの平面ミラー９１ａ〜９１ｄに入射するよう
にし、かつ、各平面ミラー９１ａ〜９１ｄにおける反射
角が適切になるように（上記の例では１．３９°、０．
７７°、０．６１°以下）各平面ミラー９１ａ〜９１ｄ
を設定しておく。また、ミラー９１Ａの基部（図中Ｉで
示す）に石英（ＳｉＯ２ ）や炭化けい素（ＳｉＣ）等
を用いて、表面部（図中ＩＩで示す）に数１０００オン
グストローム程度のＡｕ膜を蒸着したものは、全てがＡ
ｕでできているものと同様に作用する。
【００４８】また、上記実施例ではミラー９１の表面に
入射する角度を変えることにより、ミラー９１によって
選択される特性Ｘ線のエネルギー値すなわち選択される
特性Ｘ線を変えていたが、数１より、ミラー９１の密度
が変われば全反射角が変化するので、ミラー物質を変え
ることで、選択されるエネルギー値を変えることができ
る。すなわち、フィルタリングされるエネルギー値を変
化させることができる。図１０はそのようなミラー９１
Ｂの一例を示したもので、各ミラー物質ＩＩａ〜ＩＩｄ
として、大きな全反射角で取り出されたＸ線に対しては
密度の小さい物質を、そして、小さな全反射角で取り出
されたＸ線ほど密度の大きい物質が用いられる。このよ
うにミラー９１Ｂを構成しても上記実施例を同様の効果
を奏する。
入射する角度を変えることにより、ミラー９１によって
選択される特性Ｘ線のエネルギー値すなわち選択される
特性Ｘ線を変えていたが、数１より、ミラー９１の密度
が変われば全反射角が変化するので、ミラー物質を変え
ることで、選択されるエネルギー値を変えることができ
る。すなわち、フィルタリングされるエネルギー値を変
化させることができる。図１０はそのようなミラー９１
Ｂの一例を示したもので、各ミラー物質ＩＩａ〜ＩＩｄ
として、大きな全反射角で取り出されたＸ線に対しては
密度の小さい物質を、そして、小さな全反射角で取り出
されたＸ線ほど密度の大きい物質が用いられる。このよ
うにミラー９１Ｂを構成しても上記実施例を同様の効果
を奏する。
【００４９】ミラー９１の他の例として、図１１に示す
ような曲面ミラー９１Ｃがある。そのような曲面ミラー
９１Ｃを用いることにより、より多種の元素に対応でき
るようになる。すなわち、スリット８１による各取り出
し角に応じたＸ線が入射する点で、それぞれ適切な反射
角で曲面ミラー９１Ｃで反射されるように曲面ミラー９
１Ｃの曲率を設定しておく。そして、曲面ミラー９１Ｃ
上のミラー面の物質を位置に応じて別のものとしてもよ
い。
ような曲面ミラー９１Ｃがある。そのような曲面ミラー
９１Ｃを用いることにより、より多種の元素に対応でき
るようになる。すなわち、スリット８１による各取り出
し角に応じたＸ線が入射する点で、それぞれ適切な反射
角で曲面ミラー９１Ｃで反射されるように曲面ミラー９
１Ｃの曲率を設定しておく。そして、曲面ミラー９１Ｃ
上のミラー面の物質を位置に応じて別のものとしてもよ
い。
【００５０】また、ミラー９１に対する入射角とミラー
面の物質を適切に選択すれば、フィルタリングの効果を
持たせながらＸ線を一点に集光させることも可能である
。例えば、図１２のように、２枚の楕円筒ミラー９２ａ
，９２ｂを設ける。そして、楕円の１つの焦点に特性Ｘ
線の励起される点を合わせ、一方の楕円筒ミラー９２ａ
のミラー面の物質を適当に選ぶことによりフィルタリン
グ効果を持たせ、その楕円筒ミラー９２ａに直交した他
方の楕円筒ミラー９２ｂで集光させれば、Ｘ線を１点に
集光させることが可能である。この結果、検出器２の検
出面積を小さくできるので、分解能が向上し分析精度が
より向上する。また、Ｚ軸方向に曲率をもつ１枚のミラ
ーを用いて１点に集光させることも可能である。
面の物質を適切に選択すれば、フィルタリングの効果を
持たせながらＸ線を一点に集光させることも可能である
。例えば、図１２のように、２枚の楕円筒ミラー９２ａ
，９２ｂを設ける。そして、楕円の１つの焦点に特性Ｘ
線の励起される点を合わせ、一方の楕円筒ミラー９２ａ
のミラー面の物質を適当に選ぶことによりフィルタリン
グ効果を持たせ、その楕円筒ミラー９２ａに直交した他
方の楕円筒ミラー９２ｂで集光させれば、Ｘ線を１点に
集光させることが可能である。この結果、検出器２の検
出面積を小さくできるので、分解能が向上し分析精度が
より向上する。また、Ｚ軸方向に曲率をもつ１枚のミラ
ーを用いて１点に集光させることも可能である。
【００５１】以上のように、元素分析装置を曲面ミラー
で構成することにより、生体試料中の多種類の微量金属
元素も感度よく分析することができる。すなわち、Ｃ基
板表面に生体試料をのせて、Ｘ線の取り出し角がＣの全
反射角未満となるようにスリット８１を設定し、それぞ
れの元素の全反射角で取り出されるＸ線が、上述したよ
うな適切なミラーで反射されるようにして、様々な元素
を感度よく測定することが可能になる。このとき、Ｃの
全反射角未満で取り出すことにより、Ｃから放出された
特性Ｘ線の検出器２に入る強度を小さくでき、Ｃ基板表
面上の試料に対する感度を上げることができる。
で構成することにより、生体試料中の多種類の微量金属
元素も感度よく分析することができる。すなわち、Ｃ基
板表面に生体試料をのせて、Ｘ線の取り出し角がＣの全
反射角未満となるようにスリット８１を設定し、それぞ
れの元素の全反射角で取り出されるＸ線が、上述したよ
うな適切なミラーで反射されるようにして、様々な元素
を感度よく測定することが可能になる。このとき、Ｃの
全反射角未満で取り出すことにより、Ｃから放出された
特性Ｘ線の検出器２に入る強度を小さくでき、Ｃ基板表
面上の試料に対する感度を上げることができる。
【００５２】図１３は本発明による元素分析方法を電子
プローブマイクロアナリシス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒ
ｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｉｓ； ＥＰＭＡ
）法に適用した場合に実現される元素分析装置の一例を
示す構成図である。図において、３４は電子ビームを加
速する電子ビーム加速器、５３はＸ−Ｙステージ、７３
は２次電子を検出する２次電子検出器、７４は電子ビー
ムを走査する電子ビーム制御器であり、その他のものは
同一符号を付して図７に示したものと同一のものである
。
プローブマイクロアナリシス（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒ
ｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ Ａｎａｌｙｓｉｓ； ＥＰＭＡ
）法に適用した場合に実現される元素分析装置の一例を
示す構成図である。図において、３４は電子ビームを加
速する電子ビーム加速器、５３はＸ−Ｙステージ、７３
は２次電子を検出する２次電子検出器、７４は電子ビー
ムを走査する電子ビーム制御器であり、その他のものは
同一符号を付して図７に示したものと同一のものである
。
【００５３】このように構成された元素分析装置におい
て、電子ビーム制御器７４の走査に応じて電子ビーム加
速器３４で加速された電子ビームが試料２１に照射され
る。そして、電子ビームによって励起された元素が特性
Ｘ線を放出する。放出された特性Ｘ線は、上記実施例の
場合と同様に、スリット８１およびミラー９１でフィル
タリングされた後に検出器２に入射する。そして、スペ
クトルアナライザ７１を介して記憶装置７２にＸ線スペ
クトルとして記憶される。または、Ｘ線スペクトルが表
示装置に表示される。
て、電子ビーム制御器７４の走査に応じて電子ビーム加
速器３４で加速された電子ビームが試料２１に照射され
る。そして、電子ビームによって励起された元素が特性
Ｘ線を放出する。放出された特性Ｘ線は、上記実施例の
場合と同様に、スリット８１およびミラー９１でフィル
タリングされた後に検出器２に入射する。そして、スペ
クトルアナライザ７１を介して記憶装置７２にＸ線スペ
クトルとして記憶される。または、Ｘ線スペクトルが表
示装置に表示される。
【００５４】従って、上記実施例の場合と同様に、試料
２１の表面近傍に存在する元素を感度よく検出できる。 さらに、この場合には、電子ビーム制御器７４が励起用
の電子ビームを走査し、２次電子検出器７３が試料２１
からの２次電子を検出するようにして、元素分析と同時
に２次電子像を得ることを可能としている。よって、記
憶装置７２または表示装置において、試料２１の表面の
像と表面近傍の元素分析とが同時に得られることになる
。
２１の表面近傍に存在する元素を感度よく検出できる。 さらに、この場合には、電子ビーム制御器７４が励起用
の電子ビームを走査し、２次電子検出器７３が試料２１
からの２次電子を検出するようにして、元素分析と同時
に２次電子像を得ることを可能としている。よって、記
憶装置７２または表示装置において、試料２１の表面の
像と表面近傍の元素分析とが同時に得られることになる
。
【００５５】図１４は本発明による元素分析方法を全反
射蛍光Ｘ線分析（Ｔｏｔａｌ ＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＸ
−Ｒａｙ Ｆｌｏｕｒｅｓｃｅｎｃｅ； ＴＲＸＲＦ
）法に適用した場合に実現される元素分析装置の一例を
示す構成図である。図において、３５はＸ線源、５３は
Ｘ−Ｙステージ、８２はＸ線源１７からのＸ線を試料２
１に対して全反射角およびその近傍の角度をもって照射
するためのスリットであり、その他のものは同一符号を
付して図７に示したものと同一のものである。
射蛍光Ｘ線分析（Ｔｏｔａｌ ＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＸ
−Ｒａｙ Ｆｌｏｕｒｅｓｃｅｎｃｅ； ＴＲＸＲＦ
）法に適用した場合に実現される元素分析装置の一例を
示す構成図である。図において、３５はＸ線源、５３は
Ｘ−Ｙステージ、８２はＸ線源１７からのＸ線を試料２
１に対して全反射角およびその近傍の角度をもって照射
するためのスリットであり、その他のものは同一符号を
付して図７に示したものと同一のものである。
【００５６】この場合には、スリット８２によって、Ｘ
線源３５が発生したＸ線は、試料２１に対して全反射角
およびその近傍の角度をもって照射される。Ｘ線によっ
て励起された元素が放出した蛍光Ｘ線は、全反射角を含
む取り出し角でスリット８１によって取り出される。そ
して、上記各実施例の場合と同様に、取り出されたＸ線
は、ミラー９１で反射され、さらに検出器１で検出され
、スペクトルアナライザ７１を介して記憶装置７２にＸ
線スペクトルとして記憶される。または、Ｘ線スペクト
ルが表示装置に表示される。
線源３５が発生したＸ線は、試料２１に対して全反射角
およびその近傍の角度をもって照射される。Ｘ線によっ
て励起された元素が放出した蛍光Ｘ線は、全反射角を含
む取り出し角でスリット８１によって取り出される。そ
して、上記各実施例の場合と同様に、取り出されたＸ線
は、ミラー９１で反射され、さらに検出器１で検出され
、スペクトルアナライザ７１を介して記憶装置７２にＸ
線スペクトルとして記憶される。または、Ｘ線スペクト
ルが表示装置に表示される。
【００５７】従って、上記各実施例の場合と同様に、試
料２１の表面近傍に存在する元素を感度よく検出できる
。さらに、この場合には、Ｘ線源３５からのＸ線が、ス
リット８２によって試料２１に対する全反射角およびそ
の近傍の角度をもって試料２１に照射されるので、照射
されたＸ線は試料２１の表面の元素のみが励起し、深い
ところ元素からは蛍光Ｘ線が発生しない。よって、さら
に表面感度が上がる。また、試料２１で反射されたＸ線
源３５からのＸ線を、スリット８１で遮断したり、検出
方向をＸ線照射方向からずらして、測定の妨害にならな
いようにすることができる。また、Ｘ線源３５としてシ
ンクロトロン放射光を用いてもよい。
料２１の表面近傍に存在する元素を感度よく検出できる
。さらに、この場合には、Ｘ線源３５からのＸ線が、ス
リット８２によって試料２１に対する全反射角およびそ
の近傍の角度をもって試料２１に照射されるので、照射
されたＸ線は試料２１の表面の元素のみが励起し、深い
ところ元素からは蛍光Ｘ線が発生しない。よって、さら
に表面感度が上がる。また、試料２１で反射されたＸ線
源３５からのＸ線を、スリット８１で遮断したり、検出
方向をＸ線照射方向からずらして、測定の妨害にならな
いようにすることができる。また、Ｘ線源３５としてシ
ンクロトロン放射光を用いてもよい。
【００５８】また、この元素分析装置をＳｉウェハの表
面不純物検査装置として使用することも可能である。こ
の時スリット８１、Ｘ線を反射ミラー９１、検出器２を
複数個取り付け検出感度を上げることもできる。なお、
上記各実施例において、電子ビームやイオンビームを用
いた場合について説明したが、励起用ビームとして中性
粒子ビームを用いれば、試料２１が絶縁物の場合に、荷
電粒子ビームで引き起こされるチャージアップを回避で
きる。
面不純物検査装置として使用することも可能である。こ
の時スリット８１、Ｘ線を反射ミラー９１、検出器２を
複数個取り付け検出感度を上げることもできる。なお、
上記各実施例において、電子ビームやイオンビームを用
いた場合について説明したが、励起用ビームとして中性
粒子ビームを用いれば、試料２１が絶縁物の場合に、荷
電粒子ビームで引き起こされるチャージアップを回避で
きる。
【００５９】図１５は本発明による元素分析方法が適用
された薄膜形成装置を示す構成図である。図において、
３２は電子銃、８１はＸ線を取り出すためのスリット、
９１はミラー、７５は記憶装置または表示装置を含み試
料の製造機構１２を制御する制御装置である。その他の
ものは同一符号を付して図１に示したものと同一のもの
である。
された薄膜形成装置を示す構成図である。図において、
３２は電子銃、８１はＸ線を取り出すためのスリット、
９１はミラー、７５は記憶装置または表示装置を含み試
料の製造機構１２を制御する制御装置である。その他の
ものは同一符号を付して図１に示したものと同一のもの
である。
【００６０】次に動作について説明する。電子銃から３
２から放出された電子ビームは、試料２１の表面に照射
される。この電子ビームにより励起された、試料２１の
表面およびその近傍に存在する元素が放出した特性Ｘ線
は、全反射角を含む取り出し角でスリット８１によって
取り出される。スリット８１は通過したＸ線は、ミラー
９３で反射された後、検出器２によって検知される。そ
して、スペクトルアナライザ７１でスペクトル分離され
、制御装置７５で、Ｘ線スペクトルの記憶または表示が
なされる。ここで、ミラー９３は複数個の平面ミラーで
構成されそれぞれが単独に角度を変化させるようになっ
ており、図７に示したミラー９１と同様の効果がある。
２から放出された電子ビームは、試料２１の表面に照射
される。この電子ビームにより励起された、試料２１の
表面およびその近傍に存在する元素が放出した特性Ｘ線
は、全反射角を含む取り出し角でスリット８１によって
取り出される。スリット８１は通過したＸ線は、ミラー
９３で反射された後、検出器２によって検知される。そ
して、スペクトルアナライザ７１でスペクトル分離され
、制御装置７５で、Ｘ線スペクトルの記憶または表示が
なされる。ここで、ミラー９３は複数個の平面ミラーで
構成されそれぞれが単独に角度を変化させるようになっ
ており、図７に示したミラー９１と同様の効果がある。
【００６１】このように、薄膜形成装置に本発明による
元素分析手法を適用することで、表面近傍の組成の情報
が感度よく得られ、この情報をもとに試料の製造機構１
２を制御することで均質な薄膜を得ることができる。ま
た、薄膜形成装置に限らずエッチング装置などに本発明
による元素分析手法を用いて、装置内で起こる試料表面
への不純物汚染を調べることも可能である。
元素分析手法を適用することで、表面近傍の組成の情報
が感度よく得られ、この情報をもとに試料の製造機構１
２を制御することで均質な薄膜を得ることができる。ま
た、薄膜形成装置に限らずエッチング装置などに本発明
による元素分析手法を用いて、装置内で起こる試料表面
への不純物汚染を調べることも可能である。
【００６２】図１６は本発明による元素分析方法が適用
された他の薄膜形成装置を示す構成図である。図におい
て、４１は熱や光が検出器２に入らないように遮蔽し１
ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を透過する遮蔽体、４４
は検出器２を収容した容器１の前面に設けられた開閉機
構、４５はゲートバルブであり、その他のものは同一符
号を付して図１５に示したものと同一のものである。
された他の薄膜形成装置を示す構成図である。図におい
て、４１は熱や光が検出器２に入らないように遮蔽し１
ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を透過する遮蔽体、４４
は検出器２を収容した容器１の前面に設けられた開閉機
構、４５はゲートバルブであり、その他のものは同一符
号を付して図１５に示したものと同一のものである。
【００６３】次に動作について説明する。電子銃３２か
ら放出された電子ビームは、試料２１の表面に照射され
る。この電子ビームにより励起された、試料２１の表面
およびその近傍に存在する元素が放出した特性Ｘ線は、
全反射角を含む取り出し角でスリット８１によって取り
出される。スリット８１を透過したＸ線は、ミラー９１
で反射された後、検出器２によって検知される。そして
、スペクトルアナライザ７１でスペクトル分離され、制
御装置７５で、Ｘ線スペクトルの記憶または表示がなさ
れる。ここで、２元化合物の薄膜を形成する場合、スリ
ット８１は、２つの元素それぞれの特性Ｘ線を、全反射
角近傍の取り出し角で取り出す。大きな全反射角で取り
出されたＸ線には深いところからの情報を含んだ高いエ
ネルギーの特性Ｘ線が含まれるので、ミラー９１を用い
て高いエネルギーの特性Ｘ線を減衰させる。ミラー９１
で反射されたＸ線を小さな全反射角で取り出されたＸ線
を検出器２で検出する。
ら放出された電子ビームは、試料２１の表面に照射され
る。この電子ビームにより励起された、試料２１の表面
およびその近傍に存在する元素が放出した特性Ｘ線は、
全反射角を含む取り出し角でスリット８１によって取り
出される。スリット８１を透過したＸ線は、ミラー９１
で反射された後、検出器２によって検知される。そして
、スペクトルアナライザ７１でスペクトル分離され、制
御装置７５で、Ｘ線スペクトルの記憶または表示がなさ
れる。ここで、２元化合物の薄膜を形成する場合、スリ
ット８１は、２つの元素それぞれの特性Ｘ線を、全反射
角近傍の取り出し角で取り出す。大きな全反射角で取り
出されたＸ線には深いところからの情報を含んだ高いエ
ネルギーの特性Ｘ線が含まれるので、ミラー９１を用い
て高いエネルギーの特性Ｘ線を減衰させる。ミラー９１
で反射されたＸ線を小さな全反射角で取り出されたＸ線
を検出器２で検出する。
【００６４】このようにして、試料２１の表面近傍の組
成の情報が感度よく得られる。さらに、この場合には、
検出器２の容器１に開閉機構４４をもたせ、排気装置４
７で真空排気した状態で、開閉機構４４をあけ測定する
ようにしている。また、検出器２に入る光や熱を遮蔽し
、１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を透過する遮蔽体４
１があるので、試料の製造機構１２や試料２１の加熱に
よる光や熱が測定に影響を与えない。よって、軽元素か
らの特性Ｘ線も測定可能となっている。
成の情報が感度よく得られる。さらに、この場合には、
検出器２の容器１に開閉機構４４をもたせ、排気装置４
７で真空排気した状態で、開閉機構４４をあけ測定する
ようにしている。また、検出器２に入る光や熱を遮蔽し
、１ｋｅＶ以下の軟Ｘ線を含むＸ線を透過する遮蔽体４
１があるので、試料の製造機構１２や試料２１の加熱に
よる光や熱が測定に影響を与えない。よって、軽元素か
らの特性Ｘ線も測定可能となっている。
【００６５】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば薄膜形成装置を、全反射ミラーおよびスリットで各
特性Ｘ線の強度を調整しうるようにし、かつ、Ｘ線検出
器を熱および光から遮蔽するとともに耐熱性を有する遮
蔽体を設けた構成としたので、Ｘ線検出器に入ってきた
特性Ｘ線をパルス計測する際にＸ線収量の大きい方でパ
ルス計数率が律速されることなく、軽元素を含む薄膜を
形成する際にも試料の組成測定の速度を薄膜形成速度に
追従させることができ、かつ、薄膜形成プロセス中に組
成測定を逐一測定することができるものが得られる効果
がある。
れば薄膜形成装置を、全反射ミラーおよびスリットで各
特性Ｘ線の強度を調整しうるようにし、かつ、Ｘ線検出
器を熱および光から遮蔽するとともに耐熱性を有する遮
蔽体を設けた構成としたので、Ｘ線検出器に入ってきた
特性Ｘ線をパルス計測する際にＸ線収量の大きい方でパ
ルス計数率が律速されることなく、軽元素を含む薄膜を
形成する際にも試料の組成測定の速度を薄膜形成速度に
追従させることができ、かつ、薄膜形成プロセス中に組
成測定を逐一測定することができるものが得られる効果
がある。
【００６６】また、請求項２記載の発明によれば元素分
析方法を、試料の表面における電磁波の全反射角を含む
取り出し角で取り出し、取り出された電磁波を全反射さ
せるようにしたので、各元素の試料表面およびその近傍
の情報を、感度よく検出できる方法が得られる効果があ
る。
析方法を、試料の表面における電磁波の全反射角を含む
取り出し角で取り出し、取り出された電磁波を全反射さ
せるようにしたので、各元素の試料表面およびその近傍
の情報を、感度よく検出できる方法が得られる効果があ
る。
【００６７】請求項３記載の発明によれば元素分析方法
を、さらに、励起用の電磁波の試料表面における全反射
角を含む範囲の入射角で、その電磁波を試料表面に照射
するようにしたので、試料表面およびその近傍の元素の
みを励起でき、試料の深いところから特性Ｘ線が放出さ
れず、元素分析における表面感度をさらに向上させる方
法が得られる効果がある。
を、さらに、励起用の電磁波の試料表面における全反射
角を含む範囲の入射角で、その電磁波を試料表面に照射
するようにしたので、試料表面およびその近傍の元素の
みを励起でき、試料の深いところから特性Ｘ線が放出さ
れず、元素分析における表面感度をさらに向上させる方
法が得られる効果がある。
【００６８】請求項４記載の発明によれば元素分析装置
を、各元素の特性Ｘ線を、試料表面における全反射角を
含む範囲の取り出し角で取り出し、取り出されたＸ線を
各元素に応じた反射角で反射させるように構成したので
、表面感度を落とすことなく各元素の情報を検出できる
ものが得られる効果がある。
を、各元素の特性Ｘ線を、試料表面における全反射角を
含む範囲の取り出し角で取り出し、取り出されたＸ線を
各元素に応じた反射角で反射させるように構成したので
、表面感度を落とすことなく各元素の情報を検出できる
ものが得られる効果がある。
【００６９】そして、請求項５記載の発明によれば元素
分析装置を、各元素の特性Ｘ線を、試料表面における全
反射角を含む範囲の取り出し角で取り出し、取り出され
たＸ線が当たる各場所の物質を別なものとしているミラ
ーで反射させるように構成したので、各元素の特性Ｘ線
を反射するとともにそれより高いエネルギーのＸ線を減
衰させることができ、各元素の試料表面およびその近傍
の情報を選択的に取り出すことができるものが得られる
効果がある。
分析装置を、各元素の特性Ｘ線を、試料表面における全
反射角を含む範囲の取り出し角で取り出し、取り出され
たＸ線が当たる各場所の物質を別なものとしているミラ
ーで反射させるように構成したので、各元素の特性Ｘ線
を反射するとともにそれより高いエネルギーのＸ線を減
衰させることができ、各元素の試料表面およびその近傍
の情報を選択的に取り出すことができるものが得られる
効果がある。
【００７０】そして、請求項６記載の発明によれば元素
分析装置を、各元素の特性Ｘ線を、試料表面における全
反射角を含む範囲の取り出し角で取り出し、取り出され
たＸ線を各元素に応じた反射角で反射させるとともに、
反射されたＸ線を１点に集光させるように構成したので
、Ｘ線検出器の検出面積を小さくすることができ、その
結果、Ｘ線検出器の分解能が向上し分析精度を上げられ
るものが得られる効果がある。
分析装置を、各元素の特性Ｘ線を、試料表面における全
反射角を含む範囲の取り出し角で取り出し、取り出され
たＸ線を各元素に応じた反射角で反射させるとともに、
反射されたＸ線を１点に集光させるように構成したので
、Ｘ線検出器の検出面積を小さくすることができ、その
結果、Ｘ線検出器の分解能が向上し分析精度を上げられ
るものが得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による薄膜形成装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】視射角と全反射ミラーの反射率との関係を示す
説明図である。
説明図である。
【図３】遮蔽体の一構成例を示す構成図である。
【図４】この発明の他の実施例による薄膜形成装置を示
す構成図である。
す構成図である。
【図５】この発明のさらに他の実施例による薄膜形成装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図６】この発明のさらに他の実施例による薄膜形成装
置を示す構成図である。
置を示す構成図である。
【図７】この発明の一実施例による元素分析装置を示す
構成図である。
構成図である。
【図８】Ａｕミラーの反射角と反射率との関係を示す説
明図である。
明図である。
【図９】ミラーの一構成例を示す構成図である。
【図１０】ミラーの他の構成例を示す構成図である。
【図１１】ミラーのさらに他の構成例を示す構成図であ
る。
る。
【図１２】この発明の他の実施例による元素分析装置の
主要部を示す斜視図である。
主要部を示す斜視図である。
【図１３】この発明のさらに他の実施例による元素分析
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図１４】この発明のさらに他の実施例による元素分析
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
【図１５】この発明の一実施例による元素分析方法が適
用された薄膜形成装置を示す構成図である。
用された薄膜形成装置を示す構成図である。
【図１６】この発明の他の実施例による元素分析方法が
適用された薄膜形成装置を示す構成図である。
適用された薄膜形成装置を示す構成図である。
【図１７】従来の薄膜形成装置を示す構成図である。
【図１８】Ｘ線検出器の容器の構成を示す構成図である
。
。
【図１９】従来の元素分析装置を示す構成図である。
【図２０】Ｘ線の屈折の様子を示す説明図である。
【図２１】電子ビームによって放出された特性Ｘ線の屈
折の様子を示す説明図である。
折の様子を示す説明図である。
【図２２】Ｓｉ表面にＡｇを一原子層程度蒸着した試料
から放出される特性Ｘ線の取り出し角依存性を示す説明
図である。
から放出される特性Ｘ線の取り出し角依存性を示す説明
図である。
【図２３】Ｓｉ表面にＣａ、Ｆｅ、Ｃｕ、およびＺｎが
極小量付着している場合のそれぞれの元素の特性Ｘ線の
取り出し角依存性を示す説明図である。
極小量付着している場合のそれぞれの元素の特性Ｘ線の
取り出し角依存性を示す説明図である。
【図２４】ＺｎＳ試料から放出される特性Ｘ線の取り出
し角依存性を示す説明図である。
し角依存性を示す説明図である。
２ Ｘ線検出器
１２ 製造機構
２１ 試料
３１ 励起源
３３ イオンビーム加速器
４１ 遮蔽体
４２ Ｘ線全反射ミラー
４３ スリット
８１ スリット
９１ ミラー
Claims (6)
- 【請求項１】 真空槽内に設けられ薄膜形成プロセス
によって試料を製造する製造機構と、前記試料の製造中
に前記試料の組成を測定する元素分析部とを備えた薄膜
形成装置において、前記元素分析部は、前記試料に含ま
れている各元素を励起して各特性Ｘ線を放出させる励起
源と、前記各特性Ｘ線を反射する全反射ミラーと、前記
全反射ミラーで反射された各特性Ｘ線を検出するＸ線検
出器と、前記全反射ミラーに入射する各特性Ｘ線の入射
角度範囲と前記全反射ミラーで反射された各特性Ｘ線の
うち前記検出器に達するものの出射角度範囲を定めるス
リットと、前記Ｘ線検出器を熱および光から遮蔽すると
ともに軟Ｘ線を含むＸ線を透過し、かつ、耐熱性ある遮
蔽体とを有することを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項２】 試料の表面近傍に存在する１種類以上
の元素を分析する元素分析方法において、エネルギー粒
子または電磁波を前記試料の表面に照射する照射ステッ
プと、前記照射ステップによって励起された前記表面近
傍に存在する各元素が発生する第２の電磁波を、前記表
面における前記第２の電磁波の全反射角を含む範囲を有
する取り出し角をもって取り出す取り出しステップと、
取り出された前記第２の電磁波を全反射させる反射ステ
ップと、全反射した前記第２の電磁波を分光し検出する
検出ステップとを備えたことを特徴とする元素分析方法
。 - 【請求項３】 試料の表面近傍に存在する１種類以上
の元素を分析する元素分析方法において、電磁波を前記
試料の表面におけるその電磁波の全反射角を含む範囲の
入射角で前記試料の表面に照射する照射ステップと、前
記照射ステップによって励起された前記表面近傍に存在
する各元素が発生する第２の電磁波を、前記表面におけ
る前記第２の電磁波の全反射角を含む範囲を有する取り
出し角をもって取り出す取り出しステップと、取り出さ
れた前記第２の電磁波を全反射させる反射ステップと、
全反射した前記第２の電磁波を分光し検出する検出ステ
ップとを備えたことを特徴とする元素分析方法。 - 【請求項４】 試料の表面近傍に存在する１種類以上
の元素を励起してその元素の特性Ｘ線を放出させる励起
源と、前記試料の表面における前記特性Ｘ線の全反射角
を含む範囲を有する取り出し角をもって特性Ｘ線を取り
出すスリットと、曲面ミラーまたは１つ以上の平面ミラ
ーを組み合わせたミラーであって、前記スリットを通過
した前記特性Ｘ線を前記各元素に応じた反射角でそれぞ
れ全反射させるミラーと、前記ミラーで反射された特性
Ｘ線を検出するＸ線検出器とを備えた元素分析装置。 - 【請求項５】 試料の表面近傍に存在する１種類以上
の元素を励起してその元素の特性Ｘ線を放出させる励起
源と、前記試料の表面における前記特性Ｘ線の全反射角
を含む範囲を有する取り出し角をもって取り出すスリッ
トと、反射面の場所が異なると反射面の材質が異なる曲
線ミラーまたはそれぞれ異なる材質の反射面を有する複
数の平面ミラーを組み合わせたミラーであって前記スリ
ットを通過した前記特性Ｘ線を全反射させるミラーと、
前記ミラーで反射された特性Ｘ線を検出するＸ線検出器
とを備えた元素分析装置。 - 【請求項６】 試料の表面近傍に存在する１種類以上
の元素を励起してその元素の特性Ｘ線を放出させる励起
源と、前記試料の表面における前記特性Ｘ線の全反射角
を含む範囲を有する取り出し角をもって取り出すスリッ
トと、２軸方向に曲率を有し前記スリットを通過した前
記特性Ｘ線を全反射させるとともに反射した特性Ｘ線を
集光させるミラーと、前記ミラーによって集光した特性
Ｘ線を検出するＸ線検出器とを備えた元素分析装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3084516A JPH04270953A (ja) | 1991-01-09 | 1991-03-26 | 元素分析方法および元素分析装置ならびに薄膜形成装置 |
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