[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP3034420B2 - 蛍光x線分析におけるバックグランド補正法 - Google Patents

蛍光x線分析におけるバックグランド補正法

Info

Publication number
JP3034420B2
JP3034420B2 JP6047763A JP4776394A JP3034420B2 JP 3034420 B2 JP3034420 B2 JP 3034420B2 JP 6047763 A JP6047763 A JP 6047763A JP 4776394 A JP4776394 A JP 4776394A JP 3034420 B2 JP3034420 B2 JP 3034420B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
intensity
rays
fluorescent
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP6047763A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07229863A (ja
Inventor
久征 河野
勝久 戸田
寛 小林
Original Assignee
理学電機工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 理学電機工業株式会社 filed Critical 理学電機工業株式会社
Priority to JP6047763A priority Critical patent/JP3034420B2/ja
Publication of JPH07229863A publication Critical patent/JPH07229863A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3034420B2 publication Critical patent/JP3034420B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、蛍光X線分析におい
て、試料からのX線を回折する分光素子に含まれた元素
に起因する誤差分を補正するバックグランド補正法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の、蛍光X線分析法として、図4に
示すものがある。同図において、X線管1からの一次X
線X1を試料2に照射し、この試料2で発生する蛍光X
線X2を分光素子3で回折させ、この分光素子3からの
回折X線X3を検出器4に入射させ、この検出器4でX
線強度を測定する。そして、濃度算出式を用いて、上記
強度から試料2に含まれた測定対象元素の濃度を算出す
る。なお、同図において、5,5はX線を平行光にする
ためのソーラースリットである。なお、図4に示した上
記技術以外に分光素子3として弯曲分光素子を使用し、
ソーラースリット5に代えて単孔の光集中用のスリット
を使用した集中法がある。
【0003】上記検出器4で測定される強度には、各種
の散乱X線がバックグランド成分として含まれるため、
上記濃度算出式においてバックグランド補正を行う必要
がある。
【0004】そこで、従来では、蛍光X線ピーク付近の
散乱X線を測定し、そのピークトップのX線強度から散
乱X線強度を差し引く方法でバックグランド補正を行っ
ている。図6は、上記分光素子3として、2d(dは結
晶面間隔)=160オングストロームのMo/B4 Cか
らなる人工累積膜を使用した場合のB−Kα曲線を示し
ている。なお、同図は、別の説明に使用するものである
ため、詳細については後で説明する。そして、上記曲線
において、ピークトップのX線強度から、このピークト
ップの両側裾野部分a,bに現れる散乱X線の強度をバ
ックグランド値BGとして差し引くことにより、バック
グランド補正を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体のウ
ェハーや磁気ディスクなどの表層部に含まれるボロン
(B)や炭素(C)などの超軽元素を分析する場合に
は、これら超軽元素からなる測定対象元素の蛍光X線の
エネルギーが小さいことから、分光素子におけるエネル
ギーの吸収を少なくする必要がある。そこで、蛍光X線
の吸収を少なくするため、上記分光素子3として、その
構成膜に上記測定対象元素と同一元素を用いた人工累積
膜が使用される。
【0006】しかし、上記超軽元素を分析するに際し
て、以上のバックグランド補正を行っても、正確な濃度
測定はできなかった。つまり、たとえばBPSG/Si
ウェハー(Si基板上にB2 3 ・P2 5 ・SiO2
のガラス状混合物からなる表層部(BPSG膜)が形成
されたもの)について膜厚・組成分析する場合には、B
−Kαの分光素子3として、図5に示すように、多数の
反射層Moをスペーサ層B4 Cを介して積層してなる人
工累積膜が使用される。
【0007】ところで、上記分光素子3に試料2から上
記蛍光X線X2を含むX線XOが入射されると、この入
射X線XOにより上記分光素子3のB4 C層中のボロン
Bが励起されて、蛍光X線B−Kαが全方向に向けて発
生する。一方、上記試料2からの入射X線XOは、上記
分光素子3に入射して、その入射角度θに対応する波長
を持った蛍光X線X2のみがMo層で回折され、角度θ
の回折X線X3が上記検出器4に入射される。このた
め、上記回折X線X3と、上記ボロンBの励起により発
生した蛍光X線のうち、上記角度θで出射されるものX
4とが、それぞれ上記検出器4に入射される。
【0008】従って、上記検出器4で検出されるX線強
度は、上記試料2からの蛍光X線に基づく回折X線X3
だけではなく、上記分光素子3のボロンBの励起による
ものX4も含むことになり、正確な強度測定はできな
い。
【0009】図6は、上述したMo/B4 Cからなる人
工累積膜からなる分光素子3を使用した場合で、縦軸に
検出器4で検出されたX線強度を、また、横軸に波長に
対応する回折角θを2倍した2θ(deg)をとって、
軽元素からなるNaFとLiFの分析曲線を、Bの分析
曲線と共に示している。NaFとLiFの各曲線におい
ては、Bが含まれていないにもかかわらず、上記B−K
α曲線のピーク対応箇所に山d,eが現れている。他
方、図7は、上記分光素子3として、ボロン元素を含ま
ないNi/Cからなる人工累積膜を使用した場合のNa
FとLiFの分析曲線を示している。図7の各分析曲線
には、上記ボロン元素を含む分光素子を使用した場合の
ようにB−Kα曲線のピーク対応箇所に山が現れない。
このことから、分光素子3に含まれたボロンの励起によ
る蛍光X線が、分析曲線に影響を与えていることが理解
される。
【0010】従って、B−Kα線にも上記ボロンの励起
による影響が含まれるから、この影響を含まない上記両
側裾野部分a,bに現れる散乱X線の強度をバックグラ
ンド値BGとして差し引いても、正確な測定はできなか
った。
【0011】なお、図6および図7においては、それぞ
れ同一のNaFおよびLiFの分析結果を示し、図7の
各分析曲線には、図6に示すもののように多くのピーク
トップが発生することなく、なだらかな右下がりの傾斜
勾配となっているが、これは使用する分光素子3の膜組
成が異なり、その蛍光X線の吸収率が異なることに起因
する。
【0012】この発明の目的は、分光素子で発生するX
線による分析誤差を少なくして、たとえ超軽元素でも正
確に分析することができるバックグランド補正法を提供
することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のバックグランド補正法では、濃度算出式
が、試料に含まれた測定対象元素からの蛍光X線強度に
比例した項と、上記分光素子に入射する外乱X線の強度
に比例した項であって、この外乱X線によって上記分光
素子に含まれた上記測定対象元素と同一の元素が励起さ
れて、上記測定対象元素からの蛍光X線が上記分光素子
で回折される回折角と同一角度で分光素子から出射する
蛍光X線の強度を示す項と、定数項とからなることを特
徴としている。
【0014】
【作用】上記濃度算出式を用いることにより、外乱X線
によって分光素子に含まれた測定対象元素と同一の元
励起されて生じる蛍光X線の強度を、誤差分として補
正できる。従って、ウェハーや磁気ディスクなどの表層
部に含まれるボロンや炭素などの超軽元素を含む分光素
子を使用しても、正確に元素の分析が可能となる。
【0015】
【実施例】先ず、上述したBPSG/Siウェハーを試
料として、この試料に含まれるボロンの含有率について
検量線、つまり、組成(元素の種類とその濃度)が既知
の試料の濃度−X線強度の相関曲線を引いて見たとこ
ろ、図1のようになった。この図は、横軸にB2 3
濃度を、縦軸にB−Kα線強度をとり、組成が同一のB
PSG膜の厚さを、3000,6000,9000オン
グストロームに設定した場合の各検量線を示している。
同図で明らかなように、膜厚が厚いものほど一次X線の
吸収が大となるため、試料から発生するB−Kα線が弱
くなり、また、薄いものほどB−Kα線が強くなる。
【0016】また、膜厚9000オングストロームの試
料を基準として、これとの見かけの濃度差を偏差ΔBと
したとき、図2に示すように、縦軸に上記偏差ΔBを、
横軸に膜厚をとって、上記偏差ΔBの変化を調べたとこ
ろ、上記偏差ΔBは膜厚が薄いほど大きく,厚いほど小
さくなり、このことは、分析曲線の裾野部分を差し引く
バックグランド補正を行っても同じ傾向となる。
【0017】さらに、図3に示すように、縦軸に上記偏
差ΔBを、横軸に上記ウェハーの基板から発生するSi
−Kα線の強度をとって、ΔBの変化を調べたところ、
このSi−Kα線の強度と偏差ΔBは比例関係にある、
つまり、上記Si−Kα線の強度が大きくなるほど偏差
ΔBが大となり、また、上記Si−Kα線の強度が小さ
くなるほど偏差ΔBが小となることが分かった。このこ
とは、上記試料のSi基板からのSi−Kα線が強いほ
ど、上記分光素子(Mo・B4 C)に含まれるボロンが
強く励起されることに起因すると考えられる。特に、上
記試料中のSi層(基板)は、その上のBPSG膜に較
べてはるかに厚いため、このSi層から強いSi−Kα
線が発生し、このSi−Kα線がボロンを強く励起する
ことが主要な誤差発生原因になると推定される。
【0018】ここでは、分光素子3に入射するX線のう
ち、測定対象元素(ボロン)からの蛍光X線(B−Kα
線)を除くX線を外乱X線と呼ぶ。この外乱X線のう
ち、分光素子3に含まれたボロンを励起するX線として
は、上記Si−Kα線以外に、試料2からの1次X線X
1の反射線、コンプトン散乱線、ボロン以外の元素の蛍
光X線なども含まれるが、Si−Kα線の強度が圧倒的
に大きいので、ここではSi−Kα線を、ボロンを励起
させて偏差ΔBを生じさせる外乱X線とみなして、他の
X線の影響を無視しても、補正精度はあまり低下しな
い。この外乱X線Si−KαはB−Kαとは波長が異な
るので、Si−Kα測定専用分光系を用いるか、また
は、分光素子3をSi−Kα測定用分光素子に交換して
回折角度θをSi−Kαの波長に合致させてその強度を
検出器4で測定する。
【0019】図3から、上記試料に含まれるB2 3
度の偏差ΔBは、次の一次式で表すことができる。 ΔB=0.0159・Isi-kα−9.96 ……(1) ここで、Isi-kαはSi−Kα線の強度を表す。
【0020】一方、Bの濃度Wは次式で表される。 W=b・IB -kα+C1−ΔB ……(2) ここで、bは図1の検量線の勾配に相当し、C1は前述
した裾野部分の散乱X線強度BGに相当する濃度であ
る。そして、上記式(1)を式(2)に代入し、下記の
ようなB2 3 濃度Wの検量線式を求めて、これにより
バックグランド補正を行う。 W=b・IB-K α+C−0.0159・Isi-kα ……(3)
【0021】上記式(3)において、b・IB-Kαbが
試料中の測定対象元素の蛍光X線に比例した項、Cが上
記式(1)に示す−9.96とその他のバックグランド
補正値C1を含む定数項、0.0159・Isi-kα が
試料から発生する外乱X線Isi-kαの強度に比例した項
である。定数項Cの値は、例えば組成が既知の標準試料
について、Mo・B4 Cからなる分光素子を用いたX線
測定結果と、化学分析による濃度測定結果とを比較して
求めることができる。従来の検量線(式(2) )と本発明
の検量線(式(3) )とは、図1に示したように、ΔBだ
けずれた関係となる。
【0022】そして、図1で示すように、上記補正検量
線式によってバックグランド補正を行うことにより、上
記BPSG/Siウェハーの膜厚・組成分析を行う場合
で、上記分光素子として人工累積膜(Mo・B4 C)を
用いるとき、また、試料の膜厚が異なる場合でも、従来
のものに較べて正確な分析を行うことができる。また、
上記BPSG膜中のB2 3 含有率分析を行ったとこ
ろ、従来法による正確度(σd )は0.9重量%である
のに対し、本発明によると0.2重量%に向上させるこ
とができた。
【0023】以外の超軽元素、例えば炭素の分析にお
いても、同様な濃度算出式により、正確な濃度が得られ
た。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、分光素子で発生するX線による分析誤差を少なくで
きて、超軽元素でも正確に分析することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバックグランド補正法を説明するグラ
フである。
【図2】試料膜厚による濃度偏差の変化を示すグラフで
ある。
【図3】試料からのSi−Kα線の強度による濃度偏差
の変化を示すグラフである。
【図4】蛍光X線分析装置を概略的に示す図である。
【図5】人工累積膜(Mo・B4 C)を示す断面図であ
る。
【図6】人工累積膜(Mo・B4 C)を用いたNaFと
LiFの分析曲線を示すグラフである。
【図7】人工累積膜(Ni・C)を用いたNaFとLi
Fの分析曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
2…試料、3…分光素子、X1…1次X線、X2…蛍光
X線、X3…回折X線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−240809(JP,A) 特開 平8−271455(JP,A) 特開 昭63−191951(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 23/22 - 23/227

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一次X線が照射された試料から発生する
    蛍光X線を分光素子で回折してその強度を測定し、 濃度算出式を用いて上記強度から試料に含まれた測定対
    象元素の濃度を算出する蛍光X線分析方法において、 上記濃度算出式は、上記試料中の測定対象元素からの蛍
    光X線強度に比例した項と、上記分光素子に入射する外乱X線の強度に比例した項で
    あって、この外乱X線によって上記分光素子に含まれた
    上記測定対象元素と同一の元素が励起されて、上記測定
    対象元素からの蛍光X線が上記分光素子で回折される回
    折角と同一角度で分光素子から出射する蛍光X線の強度
    を示す 項と、 定数項とからなることを特徴とするバックグランド補正
    法。
JP6047763A 1994-02-21 1994-02-21 蛍光x線分析におけるバックグランド補正法 Expired - Fee Related JP3034420B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6047763A JP3034420B2 (ja) 1994-02-21 1994-02-21 蛍光x線分析におけるバックグランド補正法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6047763A JP3034420B2 (ja) 1994-02-21 1994-02-21 蛍光x線分析におけるバックグランド補正法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07229863A JPH07229863A (ja) 1995-08-29
JP3034420B2 true JP3034420B2 (ja) 2000-04-17

Family

ID=12784420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6047763A Expired - Fee Related JP3034420B2 (ja) 1994-02-21 1994-02-21 蛍光x線分析におけるバックグランド補正法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3034420B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1038825A (ja) * 1996-07-18 1998-02-13 Rigaku Ind Co 蛍光x線分析装置
KR100453658B1 (ko) * 1998-01-08 2004-12-17 삼성전자주식회사 엑스피에스를 이용한 비피에스지 막질의 농도 분석 방법 및 그를 위한 프로그램을 저장한 기록매체
DE19926056B4 (de) * 1999-06-08 2004-03-25 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Einrichtung zur Analyse atomarer und/oder molekularer Elemente mittels wellenlängendispersiver, röntgenspektrometrischer Einrichtungen
JP3600849B2 (ja) * 2001-06-11 2004-12-15 理学電機工業株式会社 ホウ素蛍光x線分析用多層膜分光素子
JP6774896B2 (ja) * 2017-03-10 2020-10-28 日本電子株式会社 分析装置および分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07229863A (ja) 1995-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chantler et al. Measurement of the x-ray mass attenuation coefficient of copper using 8.85–20 keV synchrotron radiation
EP0422017B1 (en) Method for measuring the thickness of a coating on a substrate
US6173037B1 (en) Method of and apparatus for X-ray fluorescent analysis of thin layers
JP2954819B2 (ja) 全反射蛍光x線分析装置の校正方法
US8011830B2 (en) Method and system for calibrating an X-ray photoelectron spectroscopy measurement
JP3034420B2 (ja) 蛍光x線分析におけるバックグランド補正法
Agamalian et al. Surface-induced parasitic scattering in Bonse–Hart double-crystal diffractometers
JP2001124711A (ja) 蛍光x線分析方法及び試料構造の評価方法
JP3968350B2 (ja) X線回折装置及び方法
JP2589638B2 (ja) 蛍光x線分析方法および装置
JP2912127B2 (ja) 蛍光x線分析方法
JP2002022679A (ja) X線回折装置
EP1521947B1 (en) Scatter spectra method for x-ray fluorescent analysis with optical components
JP2706601B2 (ja) 蛍光x線分析方法および装置
JP2613511B2 (ja) 蛍光x線分析装置
Dhez et al. Tests Of Short Period X-Ray Multilayer Mirrors Using A Position Sensitive Proportional Counter
JPH071311B2 (ja) 蛍光x線スペクトルのピーク分離方法
JPH11248653A (ja) 全反射螢光x線分析方法及び装置
JP2961881B2 (ja) X線回折法による膜厚測定方法
Malaurent et al. In situ X-ray multilayer reflectometry based on the energy dispersive method
JPH0798285A (ja) X線評価装置
JPH06186015A (ja) コンプトン散乱線を利用した分析方法および分析装置ならびにコンプトン散乱線用の単色器
JP3312002B2 (ja) 蛍光x線分析装置
Arai Measurements of soft and ultrasoft X-rays with total reflection monochromator
JP2024120519A (ja) 蛍光x線分析装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080218

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090218

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218

Year of fee payment: 10

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100218

Year of fee payment: 10

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110218

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120218

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130218

Year of fee payment: 13

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140218

Year of fee payment: 14

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees