斜入射・斜出射蛍光X線分析法による化学気相成長プロセスのその場測定

使用掠入射和掠发射 X 射线荧光光谱法对化学气相沉积过程进行原位测量

基本信息

批准号：
06650035
负责人：
辻幸一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平成6年度科学研究費(一般研究C)によりモノクロメーターの調整取り付け機具や放射温度計などを購入し、新たに斜入射・斜出射蛍光X線分析法を開発した。この方法では、1次X線の入射角と蛍光X線の出射角を独立して制御しながら蛍光X線の分光測定ができる。この装置を用いて以下のような成果を得た。1.高感度・表面敏感測定斜入射・斜出射蛍光X線分析では入射角と出射角の2つの角度を制御できる。これらの角度を全反射臨界角以下に設定すると、1次X線の侵入深さと蛍光X線の検出深さを極めて小さくすることができる。このことを理論計算と実験結果とから世界で初めて明らかとした。2.多層薄膜の非破壊-界面分析通常、表面から深いところの界面分析はAr^+スパッタにより表面に露呈しながら行われている。しかし、界面が乱されるので、非破壊的に界面分析を行うことが望ましい。そこで、斜入射・斜出射蛍光X線分析法によりNi/Mnの多層膜の測定・解析を行った。その結果、各層の膜厚や密度、界面における混合層の解析が可能であることが判った。3.Au/Si固相反応のその場測定Siウエハ-上の金属薄膜とSiとの固相(界面)反応は、半導体デバイスの高集積化に伴い特に注目されている。そこで、斜入射・斜出射蛍光X線分析装置の試料ステージにヒーターを取り付け、放射温度計で制御しながらAu/Si固相反応のその場非破壊測定を行った。その結果、300度で加熱すると表面にSi酸化物が形成されておりAu層はSi内部に拡散していることが確かめられた。

利用1994年科研基金（一般研究C），购买了单色仪调整设备和辐射温度计，开发了一种新的斜入射/斜发射荧光X射线分析方法。利用该方法，可以在独立控制一次X射线的入射角和荧光X射线的出射角的同时进行荧光X射线的分光测量。使用该设备，我们获得了以下结果。 1.高灵敏度和表面敏感测量在斜入射/斜发射荧光X射线分析中，可以控制入射角和出射角两个角度。通过将这些角度设定为低于全反射临界角，可以使一次X射线的穿透深度和荧光X射线的检测深度极小。这是通过理论计算和实验结果在世界上首次揭示的。 2. 多层薄膜的无损界面分析通常，在通过Ar^+溅射暴露表面的同时进行从表面深处进行的界面分析。然而，由于界面受到干扰，因此期望非破坏性地执行界面分析。因此，我们使用斜入射/斜发射荧光X射线光谱仪对Ni/Mn多层膜进行了测量和分析。结果发现，可以分析各层以及界面处混合层的厚度和密度。 3. Au/Si 固态反应的原位测量随着半导体器件集成度的提高，Si 晶片上的金属薄膜与 Si 之间的固态（界面）反应引起了特别关注。因此，我们在掠入射/掠发射荧光X射线光谱仪的样品台上安装了加热器，并在用辐射温度计控制的同时对Au/Si固相反应进行了原位无损测量。结果，证实当加热到300度时，在表面上形成Si氧化物，并且Au层扩散到Si中。