[发明专利]荧光X射线分析装置及方法

说明书

相关申请

本申请要求申请日为2010年7月2日、申请号为日本特愿2010-151828号申请的优先权，通过参照其整体，作为本申请的一部分而进行引用。

技术领域

本发明关于一种装置及方法，其在具有结晶构造的试样的荧光X射线分析中，能容易将入射在检测器的特定波长的衍射X射线的强度抑制在最低限度，来进行正确的分析。该结晶构造为：用于半导体电路元件的单晶晶圆(单晶硅晶圆、单晶镓砷晶圆等)、或在单晶硅晶圆的测定面整个区域附着有电极膜等所构成的监控晶圆之类的结晶构造。

背景技术

目前，例如在硅晶圆的表面层的分析中，对试样表面照射一次X射线，来检测并分析从试样表面所产生的二次X射线的强度。在对单晶硅晶圆的测定面局部地形成铝(Al)、硅(Si)以及铜(Cu)所组成的配线膜而构成的半导体基板中，进行其配线膜的膜厚、成分浓度等品质检查的情形，一般是使用如下的荧光X射线分析装置，其经由与该半导体基板同样的工序，以在单晶硅晶圆的测定面整个区域附着配线膜而构成的监控晶圆为试样，对该试样照射一次X射线，来检测并分析从试样产生的二次X射线。

有一种荧光X射线分析方法，在试样的荧光X射线分析之前，使试样绕着试样上的既定点旋转180°(度)以上，并且对该试样照射一次X射线，来检测从试样所产生的含有荧光X射线及衍射X射线的二次X射线，将试样定位于所取得的二次X射线强度显示为最小值的旋转方向位置，在此状态下，令试样在平行于其测定面的面内互相垂直的XY方向移动，来进行试样的测定面整个区域的分析(专利文献1)。另外，有一种全反射荧光X射线分析装置，其具有：试样台，固定具有结晶构造的试样；X射线源，对试样照射一次X射线；检测器，入射有从试样产生的二次X射线；平行移动机构，使试样台移动，以对试样表面的任意位置照射一次X射线；旋转机构，以垂直于试样表面的轴为中心使试样台旋转；以及控制机构，用以控制旋转机构，以将试样设定为：在试样产生衍射而入射至检测器的衍射X射线的强度总和为既定值以下，如此，位于通过理论计算所求得的最佳试样旋转角度范围内(专利文献2)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开平5-126768号公报

专利文献2：日本特开平10-282022号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

在专利文献1所公开的荧光X射线分析方法中，因为对结晶构造为180°旋转对称的试样进行测定，所以将试样定位于二次X射线强度显示为最小值的旋转角度，来测定试样的右半侧的区域，然后，使试样旋转180°来将试样的左半侧的区域设定成右半侧的区域，以测定试样的整个区域。可是，在此方法中，为设定成二次X射线强度显示为最小值的试样的旋转角度、和与该角度呈180°对称的角度的双方向，而无法设定成其他的旋转角度。因此，在如图7所示的结晶构造并非旋转对称的试样的情形，若在测定试样的右半侧的区域之后，使试样旋转180°来将试样的左半侧的区域设定成右半侧的区域，以测定试样，则因为无法回避衍射X射线，所以无法进行高精度的分析。另外，作为回避衍射X射线的回避角度，二次X射线强度显示最小值的角度并非必然是最佳角度，即使如此，也无法进行高精度的分析。

在专利文献2所公开的全反射荧光X射线分析装置中，将试样设定在通过理论计算而令衍射X射线的强度总和为既定值以下的最佳旋转角度范围。可是，有关在照射一次X射线时从试样产生的二次X射线的衍射图案，在装置实际检测到的衍射图案与理论计算的衍射图案并非一定一致，从而无法进行高精度的分析。在此，试样的旋转角度与在该旋转角度中从试样产生的二次X射线的强度相对应的图，被称为衍射图案。

因此，本发明为鉴于上述已知问题所制成，目的在于提供一种荧光X射线分析装置及方法，其通过不具有宽大的设置空间的紧凑装置，无论是结晶构造为旋转对称的试样，还是结晶构造并非旋转对称的试样，均可简单地进行高精度的分析。

[解决问题的技术手段]

为了达成上述目的，本发明的荧光X射线分析装置包括：

试样台，载置具有结晶构造的试样；

X射线源，对试样照射一次X射线；

检测机构，检测从试样产生的二次X射线；

旋转机构，使该试样台以垂直于试样测定面的轴为中心旋转；

平行移动机构，在该旋转机构停止的状态下，使该试样台平行移动，以使一次X射线照射在试样测定面的一半的任意位置；