[go: up one dir, main page]

CN109313145A - X射线检测设备、x射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法 - Google Patents

X射线检测设备、x射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109313145A
CN109313145A CN201780035084.4A CN201780035084A CN109313145A CN 109313145 A CN109313145 A CN 109313145A CN 201780035084 A CN201780035084 A CN 201780035084A CN 109313145 A CN109313145 A CN 109313145A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ray
sample
angle
rocking curve
reflection
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.)
Pending
Application number
CN201780035084.4A
Other languages
English (en)
Inventor
尾形洁
表和彦
吉原正
伊藤义泰
本野宽
高桥秀明
杵渕隆男
樋口明房
梅垣志朗
浅野繁松
山口僚太郎
洞田克隆
神户亮
姜立才
B·韦尔曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rigaku Denki Co Ltd
Original Assignee
Rigaku Denki Co Ltd
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 Rigaku Denki Co Ltd filed Critical Rigaku Denki Co Ltd
Publication of CN109313145A publication Critical patent/CN109313145A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20008—Constructional details of analysers, e.g. characterised by X-ray source, detector or optical system; Accessories therefor; Preparing specimens therefor
    • G01N23/20016—Goniometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20008—Constructional details of analysers, e.g. characterised by X-ray source, detector or optical system; Accessories therefor; Preparing specimens therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
    • G01B15/02—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/20008—Constructional details of analysers, e.g. characterised by X-ray source, detector or optical system; Accessories therefor; Preparing specimens therefor
    • G01N23/20025—Sample holders or supports therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
    • G01N23/207—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K5/00—Irradiation devices
    • G21K5/02—Irradiation devices having no beam-forming means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/10—Different kinds of radiation or particles
    • G01N2223/101—Different kinds of radiation or particles electromagnetic radiation
    • G01N2223/1016—X-ray
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/61—Specific applications or type of materials thin films, coatings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/611—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices
    • G01N2223/6116—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices semiconductor wafer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

在根据本发明的X射线检查设备中，X射线照射单元40包括用于在垂直方向上聚焦特征X射线的第一X射线光学元件42，以及用于在水平方向上聚焦特征X射线的第二X射线光学元件43。第一X射线光学元件42由具有高结晶度的晶体材料构成。第二X射线光学元件包括多层镜。

Description

X射线检测设备、X射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法
技术领域
本发明涉及适用于半导体制造领域等的X射线检查设备以及用于该X射线检查设备的方法，半导体制造领域例如是用于制造具有其中多个薄膜层叠在衬底上的多层结构的元件的技术领域。
背景技术
例如具有其中多个薄膜层叠在衬底上的多层结构的元件之类的半导体等的特性根据要形成的薄膜的例如薄膜的膜厚、密度、结晶度等之类的状态而变化。这些元件的微加工和集成最近已经取得进展，并且这种趋势已经变得显着。因此，需要一种能够准确地测量所形成膜的状态的薄膜检查设备。
作为这种类型的检查设备，已知基于截面透射电子显微镜(TEM)、使用光学干涉或椭圆偏振术的膜厚检查设备、光声设备等的直接测量。截面透射电子显微镜(TEM)的现状是不可能在在线制造工艺中安装截面透射电子显微镜并实时检查作为检查目标的薄膜，并且从制造线提取用于检查的产品在检查后还被丢弃。此外，使用光学干涉或椭圆偏振术的膜厚检查设备和光声设备适用于在线工艺，但是对于数nm的薄膜的测量具有不足的精度。
在使用后丢弃的用于检查的晶片(毯式晶片)对半导体设备制造商造成了巨大的成本负担。特别是，近来半导体晶片的直径增大，因此一个毯式晶片的成本也增加了。
鉴于上述情况，本申请的申请人先前已经提出了一种X射线薄膜检查设备，其可安装在制造成膜产品的工艺中并且可以直接检查产品本身并且以足够的精度检查甚至数nm的薄膜而在检查后不丢弃晶片(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开申请No.2006-153767
专利文献2：日本专利公开申请No.2013-210377
专利文献3：国际公开No.WO2004/114325
非专利文献
非专利文献1：X-ray thin-film measurement techniques,VIII.Detectors andseries summary/第8页，The Rigaku Journal,28(1),2012
非专利文献2：High-throughput Analysis for Combinatorial Epitaxial ThinFilms by Concurrent X-Ray Diffraction/Journal of the Vacuum Society of JapanVol.54(2011)No.11
非专利文献3：A Convergent Beam,Parallel Detection X-ray DiffractionSystem for Characterizing Combinatorial Epitaxial Thin Films/Proc.SPIE 3941,Combinatorial and Composition Spread Techniques in Materials and DeviceDevelopment,84(May 17,2000)；doi:10.1117/12.385416
发明内容
本发明要解决的问题
此外，在当今先进的LSI(大规模集成电路)的技术领域中，在Si(硅)晶体上薄薄地生长掺杂有Ge(锗)的GeSi(硅锗)层，并且进一步在GeSi层上提供Si晶体层以畸变Si晶体并改善电子的迁移率，因此使用这样形成的称为应变硅的材料已成为主流。
此外，具有可控带隙和高电子迁移率的诸如GaAs(砷化镓)之类的III-V族化合物半导体和诸如GaN(氮化镓)之类的II-IV族化合物半导体已被用于光学设备、高速设备等的技术领域中。
因此，期望开发一种X射线检查设备，其能够处理构成栅极的GeSi薄膜或化合物半导体薄膜的膜厚和组成的分析，并进一步处理分布在GeSi薄膜或化合物半导体薄膜中的应变的分析。
能够处理这些应用的X射线检查设备需要具有极高的角分辨率，利用该角分辨率可以检测微小角单元中的衍射X射线的强度变化。
因此，申请人反复改善了先前提出的X射线薄膜检查设备，并完成了具有极高的角分辨率的X射线检查设备的发明。
此外，最近要求通过用具有大强度的X射线照射半导体晶片的表面上的极其微小的检查区域来执行薄膜测量。在半导体制造工艺中，大量芯片并排布置在单个晶片上，并且被通过光刻技术同时处理和加工。
这里，在芯片之间布置称为划线的宽度为约80微米或更小的带状区，并且在设备工艺完成之后，带状区被通过切割而最终切除并划分为各个芯片。在该划线上布置了多个用于检查的区域。由于这些区域只布置在划线上的有限区域中，因此这些区域中的每一个都变成约50微米见方的微小区域，因此对于X射线检查设备来说，能够在该区域中进行X射线检查非常重要。
因此，本发明的一个目的是提供一种X射线检查设备，其具有极高的角分辨率，并且还能够将具有大强度的X射线聚焦到非常小的区域上并且执行高精度的测量。
本发明的另一个目的是提供使用上述X射线检查设备的新型X射线薄膜检查方法和摇摆曲线(rocking curve)测量方法。
解决问题的方法
也就是说，X射线检查设备包括：
样本台，在其上放置检查目标样本；
图像观察装置，用于观察放置在样本台上的样本的图像；
定位机构，基于图像观察装置对样本的图像观察结果来控制，以在水平平面上的两个正交方向、高度方向和面内旋转方向上移动样本台；
测角仪，包括第一旋转构件和第二旋转构件，所述第一旋转构件和第二旋转构件沿着垂直于样本的表面的虚拟平面彼此独立地围绕旋转轴旋转，所述旋转轴包含在与放置在样本台上的样本的表面相同的平面中，
X射线照射单元，安装在第一旋转构件中，并且将特征X射线照射到设置在与放置在样本台上的样本的表面相同的平面中的检查位置；和
X射线检测器，安装在第二旋转构件中。
这里，X射线照射单元包括：
用于生成X射线的X射线管；以及
用于接收从X射线管照射的X射线、仅提取特定波长的特征X射线并将所提取的特征X射线聚焦在检查位置上的X射线光学元件。
此外，X射线光学元件包括：
第一X射线光学元件，用于将特征X射线聚焦为使得特征X射线的高度在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面内减小；和
第二X射线光学元件，用于将特征X射线聚焦为使得特征X射线的宽度在与虚拟垂直平面正交并包含光轴的虚拟平面内减小。
具有上述构造的根据本发明的X射线检查设备使得从X射线管照射的X射线入射到第一X射线光学元件和第二X射线光学元件，由第一X射线光学元件和第二X射线光学元件对入射X射线单色化，并将单色化的X射线聚焦到检查位置，从而可以将具有大强度的特征X射线照射到检查位置。
这里，第一X射线光学元件由具有高结晶度的晶体材料构成。此外，第二X射线光学元件可以由多层镜构成。
通过用具有高结晶度的晶体材料构成第一X射线光学元件，从晶体材料反射的特征X射线的发散角小，从而可以在X射线检查中获得高角分辨率。
在上述根据本发明的X射线检查设备中，优选的是，第一X射线光学元件由具有0.06°或更小的固有摇摆曲线宽度的晶体材料构成。通过使用从由如上所述的具有高结晶度的晶体材料构成的第一X射线光学元件提取的特征X射线，可以在X射线检查中获得0.06°或更小的高角分辨率。另外，根据如此构造的第一X射线光学元件，还可以例如将特征X射线的高度尺寸在检查位置处设置为100微米或更小，理想的是50微米或更小。
此外，优选的是，X射线照射单元包括聚焦角控制构件，所述聚焦角控制构件用于控制特征X射线在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面中的聚焦角。聚焦角控制构件可以包括例如狭缝构件，所述狭缝构件具有用于仅透射具有由第一X射线光学元件聚焦的特征X射线的任何宽度的一部分的狭缝。
通过聚焦角控制构件减小特征X射线的聚焦角，从而可以减小构成X射线照射单元的光学系统的球面像差，因此可以减小X射线的聚焦区域。
优选的是，X射线照射单元被构造成使得X射线管、X射线光学元件和狭缝构件的相应部件结合在单元主体中，所述单元主体能够旋转地安装在第一旋转构件中。通过如上所述地将相应部件整体地结合在单元主体中，便于在第一旋转构件中进行安装工作，并且可以容易且灵活地处理各种方式的X射线检查。
此外，优选的是，X射线检测器包括一维X射线检测器或二维X射线检测器。
通过上述X射线光学元件获得的具有小聚焦角的高分辨率聚焦X射线照射到样本，同时通过聚焦角控制构件将聚焦角进一步限制为小值，并且通过一维X射线检测器或二维X射线检测器检测从样本反射的X射线，从而可以对流过半导体制造线的半导体晶片执行快速且高准确度的X射线薄膜检查方法。
接下来，一种根据本发明的X射线薄膜检查方法，针对作为检查目标样本的流过半导体制造线的半导体晶片，并通过使用具有上述构造的X射线检查设备来检查在半导体晶片的表面上形成的薄膜，预设通过图像观察装置能够识别的半导体晶片的表面上的独特点，参照独特点设置X射线薄膜检查的待测量部位的位置信息，并且所述包括以下步骤(a)至(c)。
(a)通过图像观察装置识别放置在样本台上的半导体晶片的表面上设置的独特点的步骤；
(b)参照图像观察装置识别的独特点，基于待测量部位的位置信息，控制定位机构以移动样本台，并将待测量部位定位到检查位置的步骤；和
(c)将来自X射线照射单元的特征X射线聚焦到检查位置以执行X射线检查的步骤。
如上所述，根据本发明的X射线薄膜检查方法，通过使用上述X射线薄膜检查方法，可以对流过半导体制造线的半导体晶片执行在线适当的X射线检查。
接下来，除了上述构造之外，优选的是，本发明的X射线检查设备还包括摇摆曲线测量装置，所述摇摆曲线测量装置用于对其中薄膜晶体在衬底晶体上外延生长的样本执行摇摆曲线测量方法。
这里，摇摆曲线测量装置具有执行以下操作(i)至(iv)(步骤1至4)的功能：
(i)为样本选择作为测量目标的晶格平面(步骤1)；
(ii)针对所选择的晶格平面将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处(步骤2)；
(iii)用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度(步骤3)；和
(iv)基于由X射线检测器检测的衍射X射线的反射角和强度获得摇摆曲线，并分析关于摇摆曲线的数据(步骤4)。
摇摆曲线测量装置可以被构造为具有执行以下操作(I)至(VI)(步骤A至F)的功能：
(I)为样本选择两个等效的非对称反射晶格平面(步骤A)；
(II)针对所选择的晶格平面中的一个将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处(步骤B)；
(III)用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度(步骤C)；
(IV)针对另一个所选择的晶格平面将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处(步骤D)；
(V)用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度(步骤E)；和
(VI)基于由X射线检测器检测的衍射X射线的反射角和强度获得摇摆曲线，并分析关于摇摆曲线的数据(步骤F)。
此外，摇摆曲线测量装置可以被构造为还具有在操作(VI)中执行以下操作(VI-I)至(VI-IV)的功能：
(VI-I)确定样本的衬底晶体中的衍射峰值与样本的薄膜晶体中的两个等效的非对称反射的衍射峰值之间的角度差(步骤F-1)；
(VI-II)根据通过操作(VI-I)确定的衍射峰值的角度差计算样本的薄膜晶体的晶格常数(步骤F-2)；
(VI-III)根据样本的薄膜晶体的已知弹性常数和计算的晶格常数，计算薄膜晶体的应变、在释放薄膜晶体的应力的状态下的晶格常数、薄膜晶体的组成以及薄膜晶体的应力中的至少一个(步骤F-3)；和
(VI-IV)输出通过操作(VI-III)获得的计算结果(步骤F-4)。
这里，在操作(iii)或操作(v)中，优选的是，通过聚焦角控制构件将要从X射线照射单元照射在样本表面上的X射线的聚焦角设置为2°或更大，在2°或更大的角度范围内用X射线照射样本表面，X射线检测器包括一维X射线检测器或二维X射线检测器，并且使从样本反射的衍射X射线入射到X射线检测器以检测衍射X射线的反射角和强度。
X射线照射单元可以被构造为在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面中振荡，以用X射线照射样本表面。
只要从X射线照射单元发射的聚焦X射线在所有角度范围内具有均匀的强度就没有问题，但实际上，即使很小，强度也不可避免地变得不均匀。因此，通过使X射线照射单元振荡，可以使X射线强度分布相对于入射角均衡，并实现高准确度的摇摆曲线测量方法。
此外，X射线检测器和X射线照射单元可以在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面内彼此互锁地扫描，以通过基于TDI(时间延迟积分)模式的扫描方法测量从样本反射的衍射X射线。
通过在如此大的角度范围内彼此互锁地扫描X射线照射单元和X射线检测器，在从X射线照射单元发射的聚焦X射线相对于入射角的强度分布很大时或者甚至在来自衬底晶体的衍射X射线的峰值角与来自薄膜晶体的衍射X射线的峰值角大大分开时，可以使要照射到样本上的X射线的强度均衡，并实现高准确度的摇摆曲线测量方法。
附图说明
[图1]图1是示出根据本发明的实施例的X射线检查设备的整体构造的立体图。
[图2]图2A是示出根据本发明的实施例的X射线检查设备的整体构造的正视图，并且图2B是示意性地示出添加有用于围绕χ轴振荡样本台的机构的构造示例的侧视图。
[图3]图3A是示意性地示出根据本发明的实施例的X射线照射单元的构造的正视图，并且图3B也是其仰视图。
[图4]图4是图3A和图3B中所示的X射线照射单元的立体图。
[图5]图5A是示出图3A和图3B以及图4中所示的X射线照射单元中包括的第一X射线光学元件和第二X射线光学元件的放大的正视图，并且图5B也是其仰视图。
[图6]图6A是示意性地示出从X射线照射单元照射到半导体晶片的检查表面的X射线的路径以及从检查表面反射并入射到X射线检测器的衍射X射线的路径的正视图，并且图6B是图6A的“检查位置f”部分的放大的平面图。
[图7]图7是示出根据本发明的实施例的X射线检查设备的控制系统的框图。
[图8]图8是根据本发明的实施例的X射线检查设备的控制流程图。
[图9]图9A是示出传统摇摆曲线测量方法的概要的示意图，并且图9B是示出摇摆曲线的示例的图示。
[图10]图10A和图10B是示出根据本发明的实施例的X射线检查设备中结合的摇摆曲线测量装置的摇摆曲线测量方法的概要的示意图。
[图11]图11是示出通过摇摆曲线测量装置执行摇摆曲线测量方法的过程的流程图。
[图12]图12是示出由X射线检测器检测出的衍射X射线的摇摆曲线的图示。
[图13]图13是示意性地示出GeSi薄膜晶体在Si衬底晶体的表面上外延生长时的晶格状态的图示。
[图14]图14A、图14B和图14C是示出用于通过振荡X射线照射单元来执行摇摆曲线测量方法的构造的示意图。
[图15]图15A、图15B和图15C是示出用于通过扫描X射线照射单元和X射线检测器中的每个来执行摇摆曲线测量方法的构造的示意图。
[图16]图16是示出基于TDI模式的X射线检测器的扫描方法的示意图。
[图17]图17是示出根据本发明的实施例的X射线检查设备中结合的倒易空间映射(reciprocal space map)测量装置的倒易空间映射测量方法的概要的示意图。
[图18]图18是示出倒易空间映射的示例的图示。
[图19]图19是示出进行了坐标变换的图18的倒易空间映射的图示。
参照标记的描述
10：样本台，20：定位机构，30：测角仪，31：测角仪主体，32：第一旋转臂，33：第二旋转臂，40：X射线照射单元，41：X射线管，42：第一X射线光学元件，43：第二X射线光学元件，44：聚焦狭缝，50：X射线检测器，60：光学显微镜，100：中央处理单元，101：XG控制器，102：图像识别电路，103：聚焦控制器，104：定位控制器，106：测角仪控制器，107：计数控制电路，110：存储单元，201：操作单元，202：显示单元，203：通信单元
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
[X射线检查设备的基本构造]
图1是示出X射线检查设备的整体构造的立体图，并且图2A是X射线检查设备的正视图。
X射线检查设备包括样本台10、定位机构20、测角仪30、X射线照射单元40、X射线检测器50和包括CCD照相机等的光学显微镜60。
作为检查目标的半导体晶片(样本)被放置在样本台10的上表面上，并由定位机构20驱动。定位机构20包括可在水平平面中在两个正交方向(X和Y方向)上自由移动的水平移动机构、可在与水平平面正交的垂直方向(Z方向)上自由移动的升降机构以及面内旋转机构，并具有在X、Y和Z方向上移动样本台10并且使样本台10在平面中旋转的功能，使得放置在样本台10的上表面上的半导体晶片上的任何待测量部位在设置在预定取向状态的同时被定位在照射的X射线的聚焦位置处。
测角仪30包括测角仪主体31以及安装在测角仪主体31中的第一和第二旋转臂(旋转构件)32和33。旋转臂32和33中的每个沿着垂直于样本台的上表面的虚拟平面围绕与图2A的纸面垂直的轴(θs轴，θD轴)旋转。这里，在第一旋转臂32与其水平位置的旋转角被设置为θs并且第二旋转臂33与其水平位置的旋转角被设置为θD的同时旋转相应的旋转臂32和33。
X射线照射单元40安装在围绕θs轴旋转的第一旋转臂32上。X射线检测器50安装在围绕θD轴旋转的第二旋转臂33上。
X射线照射单元40具有将从X射线管生成的X射线单色化为特定波长的特征X射线，并且还将X射线聚焦在一个位置的功能。
照射来自X射线照射单元40的特征X射线的位置是检查位置，并且放置在样本台10的上表面上的样本的待测量部位被定位机构20定位于该检查位置处。应注意，检查位置设置在与放置在样本台10上的样本的表面相同的平面上。
X射线检测器50用于X射线薄膜检查，例如X射线反射率测量(XRR)、X射线衍射测量(XRD)、摇摆曲线测量和倒易空间映射测量(RSM)。根据X射线反射率测量，实现了膜厚为埃级的测量精度，因为测量了膜表面上的反射X射线与膜和衬底之间的界面处的反射X射线之间的干涉以得出膜厚和密度。
例如，具有对入射X射线的宽动态范围的雪崩光电二极管(APD)可以用作X射线检测器50。此外，通过使用一维X射线检测器或二维X射线检测器，可以执行基于TDI(时间延迟积分)模式或静止(静止)模式的X射线反射率测量、摇摆曲线测量、倒易空间映射测量等。顺便提及，在上述非专利文献1中描述了X射线薄膜检查中的TDI模式和静止模式。
该设备可以被构造成使得检测器交换机构结合到第二旋转臂33中，并且安装并允许使用各种类型的X射线检测器，例如APD、一维X射线检测器、二维X射线检测器、闪烁计数器等，同时通过检测器交换机构将这些X射线检测器彼此切换。
光学显微镜60布置在从检查位置在水平方向上位移的位置处，以避免与X射线照射单元40和X射线检测器50干涉。
放置在样本台10上的样本(例如，半导体晶片)的待测量部位通过定位机构20移动样本台10而布置在光学显微镜60的下部位置。然后，通过在水平方向上从该位置到检查位置移动样本台10，样本(例如，半导体晶片)的待测量部位被定位于检查位置处。
此外，如图2B中示意性地中所示的，X射线检查设备可以被构造为添加有用于围绕χ轴振荡样本台10的χ轴振荡机构。这里，χ轴是放置在样本台10上的样本S的表面上的与θs轴和θD轴正交的轴(即，在图2A中在左右方向上延伸的轴)。θs轴、θD轴和χ轴的交点位于后面描述的检查位置f上。
χ轴振荡机构被构造成使得振荡台12结合在弯曲引导件11中以便能够自由振荡，并且振荡台12利用来自驱动马达(未示出)的驱动力沿着弯曲引导件11振荡。设置在振荡台12的上部部分处的样本台10与振荡台12整体地摇摆。
通过添加χ轴振荡机构，可以执行针对(002)、(101)的晶格平面上的对称反射的摇摆曲线测量和针对用于AlGaN(氮化铝镓)和AlInN(氮化铝铟)的薄膜的(204)的晶格平面上的对称反射的倒易空间映射测量。还可以测量样本的面内方向上的晶格取向上的分散(扭转分布)。此外，可以执行面内衍射测量和面外衍射测量两者。
[X射线照射单元的构造示例]
接下来，将参照图3至图6详细描述X射线照射单元。
图3至图6中所示的X射线照射单元40包括X射线管41、第一X射线光学元件42、第二X射线光学元件43和聚焦狭缝44(狭缝构件)作为构成元件。这些构成元件结合在单元主体(未示出)中。单元主体被构造成尺寸和形状小，使得其可安装在第一旋转臂32中。
聚焦狭缝44仅在图6中示出，并且在图3和图4中省略。
例如，在目标上具有约φ100μm的电子束聚焦大小的微焦X射线管可以用作X射线管41。铜(Cu)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、钨(W)、铬(Cr)、银(Ag)、金(Au)等可以根据需要用作目标材料。
特别是当使用铜(Cu)作为目标材料时，可以通过后面描述的第一和第二X射线光学元件42和43仅提取具有高角分辨率的Cu-Kα1的特征X射线。因此，通过用Cu-Kα1的特征X射线照射样本，可以以优异的生产量执行X射线薄膜检查。
第一和第二X射线光学元件42和43具有接收从X射线管41辐射的X射线a1，仅提取特定波长的特征X射线并将所提取的特征X射线a2聚焦到放置在样本台10上的样本的表面上的功能。
如图3至图5中所示，第一X射线光学元件42和第二X射线光学元件43被布置成使得其接收X射线并反射特征X射线的表面42a和43a(下文中仅称为“表面”)彼此正交。如图6B中所示，第一X射线光学元件42和第二X射线光学元件43聚焦特定波长的特征X射线a2，使得特征X射线a2在放置在样本台10上的样本的表面上形成方形微小点。图6B是示意性地示出特征X射线a2聚焦在样本(半导体晶片)的表面上的位置的放大的平面图。
在本实施例中，第一X射线光学元件42和第二X射线光学元件43以并排的方式布置，其中其一侧彼此接触。然而，本发明不限于这种布置，并且它们可以以称为Kirkpatrick-Baez(KB)的串形方式布置。
由第一和第二X射线光学元件42和43反射和提取的特征X射线聚焦在放置在样本台10上的样本的表面上的位置是检查位置f。为了将特征X射线聚焦在如上所述的检查位置f上，X射线光学元件42和43的相应表面42a和43a形成为凹入弯曲。
这里，第一X射线光学元件42聚焦特征X射线a2，使得特征X射线a2的高度在与放置在样本台10上的样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面内减小。以下将高度减小的聚焦方向称为“垂直方向”。第一X射线光学元件42的表面42a被布置成与虚拟垂直平面正交，以便在垂直方向上聚焦特征X射线。
另一方面，第二X射线光学元件43聚焦特征X射线a2，使得特征X射线a2的宽度在与虚拟垂直平面正交并包含光轴的虚拟平面内减小。宽度减小的聚焦方向在下文中称为“水平方向”。第二X射线光学元件43的表面43a被布置成与虚拟平面正交，以便将特征X射线聚焦在水平方向上。
此外，第一X射线光学元件42由具有高结晶度的晶体材料构成。换句话说，第一X射线光学元件42由具有极小的固有摇摆曲线宽度(即，可以反射准直光束的角度范围)的晶体材料构成。对应于具有极小晶格缺陷和杂质的完美晶体的晶体材料对应于具有如上所述的极小固有摇摆曲线宽度的晶体材料。
在本实施例中，第一X射线光学元件42由具有0.06°或更小的固有摇摆曲线宽度的晶体材料构成。通过使用从上述晶体材料中提取的特征X射线a2，可以在X射线薄膜测量中获得0.06°或更小的高角分辨率。
例如，Ge(111)或Si(111)可以用作晶体材料。当使用Ge(11 1)时，获得0.06°或更小的摇摆曲线宽度。另外，当使用Si(1 1 1)时，获得0.02°或更小的摇摆曲线宽度。
此外，根据第一X射线光学元件42，可以控制垂直方向上的聚焦角，使得特征X射线的高度尺寸在检查位置处等于100微米或更小。
另外，第一X射线光学元件42具有仅提取特定波长的特征X射线并将所提取的特征X射线单色化的功能。
此外，第二X射线光学元件43由多层镜构成。第二X射线光学元件43具有仅提取特定波长的特征X射线并对所提取的特征X射线进行单色化的功能。这里，调整第二X射线光学元件43，以提取与由第一X射线光学元件42提取的特征X射线具有相同波长的特征X射线。
如图5中放大和观察的那样，从X射线管41发射并入射到第二X射线光学元件43的表面43a的X射线b1被X射线光学元件43单色化并反射，行进以便在水平方向上聚焦，然后入射到第一X射线光学元件42的表面42a。然后，入射到第一X射线光学元件42的表面42a的X射线b2被X射线光学元件42单色化并反射，行进以便在垂直方向上聚焦，并被照射到图3中所示的检查位置f。
另一方面，从X射线管41发射并入射到第一X射线光学元件42的表面42a的X射线c1被X射线光学元件42单色化并反射，行进以便在垂直方向上聚焦，然后入射到第二X射线光学元件43的表面43a。然后，入射到第二X射线光学元件43的表面43a的X射线c2行进以在水平方向上聚焦，然后被照射到图3中所示的检查位置f。
如上所述，从X射线管41发射的X射线a1被第一X射线光学元件42的表面42a和第二X射线光学元件43的表面43a中的每一个反射一次，并且在此过程期间中，仅提取具有特定波长的特征X射线a2，并且将特征X射线a2聚焦在检查位置f上。
顺便提及，上述专利文献2和专利文献3公开了通过组合完美晶体和多层光学部件而构造的X射线束调整系统。然而，这些文献没有公开针对使用半导体晶片作为检查目标样本的X射线检查设备进行优化的构造。
聚焦狭缝44被布置成部分地屏蔽由第一和第二X射线光学元件42和43在上述垂直方向上从两侧反射的特征X射线a2。聚焦狭缝44具有限制由第一和第二X射线光学元件42和43反射的聚焦X射线a2在垂直方向上聚焦的功能。
根据其中具有上述构造的X射线照射单元40安装在第一旋转臂32上的X射线检查设备，X射线可以通过第一X射线光学元件42、第二X射线光学元件43和聚焦狭缝44聚焦在微小区域上。因此，可以通过将X射线照射到半导体晶片的表面上的极其微小的检查区域来执行薄膜测量。另外，由于第一X射线光学元件42由具有极小固有摇摆曲线宽度的晶体材料构成，因此通过使用以如上所述的晶体材料提取的特征X射线a2，在X射线薄膜测量中可以获得极高的角分辨率。
[X射线检查设备的控制]
图7是示出X射线检查设备的控制系统的框图。
X射线照射单元40的控制由XG控制器101执行。
由光学显微镜60捕获的样本的图像在图像识别电路102中进行图像识别。光学显微镜60和图像识别电路102构成用于观察放置在样本台10上的样本的图像的图像观察装置。通过聚焦控制器103调整光学显微镜60的焦点位置。
定位控制器104基于由光学显微镜60捕获并由图像识别电路102识别的样本的图像来控制定位机构20的操作。
测角仪30被控制为由测角仪控制器106驱动。
XG控制器101、图像识别电路102、聚焦控制器103、定位控制器104和测角仪控制器106的相应部件基于从中央处理单元(CPU)100发送的设置信息进行操作。这里，设置信息作为配方(recipe)预先存储在存储单元110中，并且中央处理单元(CPU)100读出设置信息并将其输出到相应部件。
X射线检测器50由计数控制电路107控制。
X射线检查设备设有操作单元201，该操作单元201包括键盘、鼠标等，用于输入操作者操作设备所需的各种设置。此外，X射线检查设备包括由液晶显示器等构成的显示单元202，以及用于经由网络执行数据通信的通信单元203。
[执行X射线薄膜检查方法的过程]
图8是示出对作为检查目标的半导体晶片执行X射线薄膜检查方法的过程的流程图。
用于执行X射线薄膜检查的软件预先存储在存储单元110中，并且中央处理单元(CPU)100根据软件执行以下处理步骤。
在将作为检查目标样本的半导体晶片放置在样本台10上之后，首先将半导体晶片的待测量部位定位在检查位置处(步骤S1)。
这里，可以基于来自光学显微镜60的图像信息由图像识别电路102指定的半导体晶片的表面上的独特点被预先设置在存储单元110中作为配方。以独特点作为基础，待测量部位的位置信息被提前设置在存储单元110中作为配方。作为独特点，被设置为基于图像识别电路102的识别可以毫无疑问地识别的部位，例如，形成在半导体晶片的表面上的特征图案形状等。
基于来自光学显微镜60的图像信息，图像识别电路102根据来自光学显微镜60的图像信息识别并指定在放置在样本台10上的半导体晶片的表面上设置的独特点。
接下来，利用由图像识别电路102识别的独特点作为基础，定位控制器104基于待测量部位的预设位置信息进行控制以驱动定位机构20。定位机构20使样本台10在两个水平方向(X-Y方向)和高度方向(Z方向)上移动，以将半导体晶片的待测量部位放置在检查位置处。
在如上所述执行半导体晶片的待测量部位的定位之后，基于X射线反射率测量(XRR)、X射线衍射测量(XRD)、摇摆曲线测量和倒易空间映射测量(RSM)中的任何一个来执行X射线检查(步骤S2)，并且中央处理单元100分析检查数据(步骤S3)，并输出分析结果(步骤S4)。
对在半导体晶片上设置的所有待测量部位执行上述相应步骤(步骤S5)，并且在完成所有待测量部位的检查之后完成检查。
[摇摆曲线测量方法]
接下来，将详细描述使用具有上述构造的X射线检查设备的摇摆曲线测量方法。
作为用于获得例如在衬底晶体上外延生长的薄膜晶体的晶格常数的分析技术，已知摇摆曲线测量方法。
如图9A中所示，过去已知的摇摆曲线测量方法通过相对于入射X射线(单色准直X射线)扫描样本S仅一个小角度来改变X射线到样本S的入射角ω。作为测量目标的样本S是例如通过在衬底晶体So上外延生长薄膜(晶体)Sa而获得的半导体晶片。
通过如上所述改变X射线到样本S的入射角ω，当入射角与衬底晶体So的布拉格角一致时，X射线被衬底晶体So反射(衍射)，并且当入射角与薄膜(晶体)Sa的布拉格角一致时，X射线被薄膜(晶体)Sa反射(衍射)。通过X射线检测器50检测从衬底晶体So和薄膜Sa反射的X射线，并获得入射角与X射线的强度的分布，从而获得如图9B中所示的摇摆曲线。
从衬底晶体反射的衍射X射线的峰值强度Io和从薄膜反射的衍射X射线的峰值强度Ip在摇摆曲线中彼此分开地出现。当已知来自衬底晶体的衍射X射线的峰值强度Io出现处的X射线入射角(布拉格角)时，可以根据已知X射线入射角与来自薄膜的衍射X射线的峰值强度Ip出现处的X射线入射角之间的差Δβ来相对地确定薄膜的晶格常数。
由于根据本实施例的X射线检查设备能够利用由X射线照射单元40以高分辨率聚焦在微小区域上的单色X射线来照射样本S，因此可以在短时间内通过在聚焦角范围内用一束X射线一次照射样本S而不用扫描X射线入射角θs来执行摇摆曲线测量方法。
通常，在针对其中薄膜晶体在衬底晶体上外延生长的样本S的摇摆曲线测量方法中，X射线到样本表面的入射角ω在2°或更大的范围中改变。因此，优选通过聚焦狭缝44将要从X射线照射单元40照射到样本表面的X射线设置为具有2°或更大的聚焦角，并且用X射线在2°或更大的角度范围中照射样本表面。
[针对两个等效的非对称反射晶格平面的摇摆曲线测量方法]
此外，根据本实施例的X射线检查设备结合有用于执行针对不平行于表面的两个等效晶格平面(即，非对称反射晶格平面)的摇摆曲线测量方法的装置。该摇摆曲线测量装置作为软件存储在图7的存储单元110中，并由中央处理单元(CPU)100执行。
结合在X射线检查设备中的摇摆曲线测量装置对例如Si(硅)衬底晶体So和GeSi(硅锗)薄膜Sa的非对称反射的晶格平面(1 1 5)(-1-1 5)中的每个执行摇摆曲线测量方法，其中半导体晶片作为样本S，其中GeSi(硅锗)薄膜Sa在Si(硅)衬底晶体So的表面上外延生长。不用说，目标非对称反射晶格平面不限于(1 1 5)(-1-1 5)。可以选择晶格平面，使得GeSi薄膜Sa的峰值不过度接近Si衬底晶体So的峰值，并且满足θS，θD<85°。
如图10A和图10B中所示，样本S被水平地放置并固定在样本台10的上表面上，X射线以预定的入射角α从X射线照射单元40照射到样本S的表面，并且通过X射线检测器50检测从样本S的表面在角度β的方向上发射的衍射X射线。此时，至样本S的表面的入射角α和来自样本S的表面的发射角β被设置为以下角度，在此角度X射线被反射以便满足Si衬底晶体So中的非对称反射晶格平面(1 1 5)(-1 -1 5)上的布拉格反射。
通过如上所述设置入射角α和发射角β，从GeSi薄膜Sa中的非对称反射晶格平面(11 5)(-1 -1 5)反射的衍射X射线的峰值强度在从检测到Si衬底晶体So的峰值强度处的角度β仅偏移角度Δβ的位置处被检测到。X射线检测器50使用具有可检测区的一维或二维X射线检测器，在可检测区中，X射线检测器能够共同检测从Si衬底晶体So中的非对称反射晶格平面(1 1 5)(-1-1 5)反射的衍射X射线和从GeSi薄膜Sa中的非对称反射晶格平面(1 1 5)(-1 -1 5)反射的衍射X射线。
根据一维X射线检测器或二维X射线检测器，可以在被固定的同时检测从样本反射的衍射X射线的多个峰值强度。此外，根据一维X射线检测器或二维X射线检测器，还可以通过使用基于TDI模式的扫描方法测量从样本反射的衍射X射线。
由于X射线照射单元40可以利用以高分辨率聚焦在微小区域上的单色X射线照射样本S的表面，因此可以通过在聚焦角范围内以一束X射线共同照射样本S来实现摇摆曲线测量方法。因此，不必扫描X射线入射角θs，并且对于非对称反射晶格平面(1 1 5)(-1-1 5)中的每个，可以仅通过一次X射线照射来获得针对非对称反射晶格平面(1 1 5)(-1-1 5)中的每个的摇摆曲线。
图11是示出通过摇摆曲线测量装置执行摇摆曲线测量方法的过程的流程图。
中央处理单元100为放置在样本台10上的样本S选择两个非对称反射晶格平面(步骤S10)，并根据图11中所示的过程对非对称反射晶格平面中的每个执行摇摆曲线测量方法。
下面将在假设选择(1 1 5)(-1-1 5)的晶格平面的情况下描述具体的执行过程。
首先，对于目标的一个非对称反射晶格平面(1 1 5)，X射线照射单元40和X射线检测器50相对于样本S的表面布置在角度α和β的位置处，这是基于Si衬底晶体So的布拉格角确定的(步骤S11)。
用来自X射线照射单元40的X射线照射样本S的表面一定时间，并且通过X射线检测器50检测从样本S反射的衍射X射线的反射角和强度(步骤S12)。这里，从样本S反射的衍射X射线包含从Si衬底晶体So的晶格平面(1 1 5)反射的衍射X射线和从GeSi薄膜Sa的晶格平面(1 1 5)反射的衍射X射线。
接下来，对于另一个目标的非对称反射晶格平面(-1 -1 5)，X射线照射单元40和X射线检测器50相对于样本S的表面布置在角度α和β的位置处，这是基于Si衬底晶体So的布拉格角确定的(步骤S13)。
用来自X射线照射单元40的X射线照射样本S的表面一定时间，并且通过X射线检测器50检测从样本S反射的衍射X射线的反射角和强度(步骤S14)。这里，从样本S反射的衍射X射线包含从Si衬底晶体So的晶格平面(-1 -1 5)反射的衍射X射线和从GeSi薄膜Sa的晶格平面(-1 -1 5)反射的衍射X射线。
图12是示出由X射线检测器检测的衍射X射线的摇摆曲线的图示。
通过X射线检测器50显示衍射X射线的检测数据，同时在纵坐标轴上设置衍射X射线的强度并在横坐标轴上设置衍射X射线的反射角，获得了图12中所示的摇摆曲线。关于衍射X射线的反射角(横坐标轴)，从Si衬底晶体So的晶格平面(1 1 5)(-1 -1 5)中的每个反射的衍射X射线的峰值强度Isi出现处的角度被设置为原点0。由于Si衬底晶体So没有应变，因此从晶格平面(1 1 5)(-1 -1 5)反射的衍射X射线的相应的峰值强度Isi出现在相同的角度位置处。
中央处理单元100分析通过摇摆曲线测量方法获得的数据，以计算GeSi薄膜Sa的晶格常数(a，c)，并进一步根据需要从计算的晶格常数(a，c)计算GeSi薄膜Sa的应变量、内应力等(步骤S15)。
也就是说，当观察从晶格平面(1 1 5)反射的衍射X射线时，显然从GeSi薄膜Sa反射的衍射X射线的峰值强度Ige以与从Si衬底晶体So反射的衍射X射线的峰值强度Isi仅偏移Δβ(1 1 5)的角度出现。
同样地，当观察从晶格平面(-1 -1 5)反射的衍射X射线时，显然从GeSi薄膜Sa反射的衍射X射线的峰值强度Ige以与从Si衬底晶体So反射的衍射X射线的峰值强度Isi仅偏移Δβ(-1 -1 5)的角度出现。
在Δβ(1 1 5)和Δβ(-1 -1 5)之间发生偏移角表明在GeSi薄膜Sa中发生畸变。
可以从GeSi薄膜Sa反射的衍射X射线的峰值强度Ige出现处的偏差角Δβ(1 1 5)和Δβ(-1 -1 5)，计算GeSi薄膜Sa的面内晶格常数a和法线方向上的晶格常数c。
[通过摇摆曲线测量方法获得的数据的分析]
最初，Si和GeSi属于相同的立方晶系，因此晶格平面(1 1 5)和(-1 -1 5)中的每个应该在Si和GeSi之间平行。然而，如图13中所示，当GeSi薄膜Sa从GeSi薄膜Sa的面内方向上的晶格不受Si衬底晶体So约束的状态(R-Sa)改变为晶格受Si衬底晶体So约束并因此被收缩的状态(S-Sa)，这使得晶格在法线方向上延伸，并且在GeSi薄膜Sa和Si衬底晶体So两者的晶格平面(1 1 5)或(-1-1 5)中出现偏离角Δχ。
此外，当由Si和GeSi之间的晶面间距的差异引起的Si和GeSi之间的布拉格角的差异由Δθ表示时，通过摇摆曲线测量方法获得的来自Si衬底晶体So的衍射峰值与来自GeSi薄膜Sa的衍射峰值之间的角度差Δβ具有下式(1)和(2)的关系。这里，Δβ(1 1 5)表示来自Si衬底晶体So的晶格平面(1 1 5)的衍射峰值与来自GeSi薄膜Sa的晶格平面(1 1 5)的衍射峰值之间的角度差Δβ。此外，Δβ(-1 -1 5)表示来自Si衬底晶体So的晶格平面(-1 -1 5)的衍射峰值与来自GeSi薄膜Sa的晶格平面(-1 -1 5)的衍射峰值之间的角度差Δβ。
Δβ(1 1 5)＝Δθ-Δχ (1)
Δβ(-1 -1 5)＝Δθ+Δχ (2)
可以从上述式(1)和(2)获得下式(3)和(4)。
Δθ＝(Δβ(1 1 5)+Δβ(-1 -1 5))/2 (3)
Δχ＝-(Δβ(1 1 5)-Δβ(-1 -1 5))/2 (4)
另外，可以从布拉格定律得到下式(5)。注意，d表示GeSi薄膜Sa的晶格平面(1 15)的晶面间距，λ表示入射X射线的波长，并且θ表示出现来自Si衬底晶体So的衍射峰值处的布拉格角。
2d x sin(θ+Δθ)＝λ (5)
这里，由于θ和λ是已知值，因此可以通过将式(3)代入上述式(5)的Δθ来获得d。
此外，在GeSi的面内晶格常数a和法线方向上的晶格常数c与晶面间距d之间存在下式(6)的关系。
1/d＝√{(1/a)2+(1/a)2+(5/c)2} (6)
在上式(6)中，未知数是晶格常数a和c。
另一方面，表示晶格平面倾斜的公式由下式(7)和(8)提供。这里，χ0表示在GeSi薄膜Sa中没有应变的状态下的晶格平面的倾斜角，并且它等于Si衬底晶体So的晶格平面(1 15)的倾斜角。
cosχ0＝(0 0 1)(1 1 5)/|(0 0 1)||(1 1 5)|
＝5/3√(3) (7)
tan(χ0+Δχ)＝(c/5)/√(2a) (8)
通过将从式(7)获得的χ0和从式(4)获得的Δχ代入上述式(8)，未知数是晶格常数a和c的两个值。
因此，通过求解上式(6)和(8)的联立方程，可以计算GeSi的面内晶格常数a和GeSi的法线方向上的晶格常数c。
用于从通过摇摆曲线测量方法获得的上述Δβ(1 1 5)和Δβ(-1 -1 5)获得GeSi薄膜Sa的晶格常数的计算公式已经是已知的，并且例如在非专利文献2和3中也公开了这种计算公式。
此外，当已知GeSi薄膜Sa的晶格常数a和c时，可以通过使用晶格常数a和c以及已知的弹性常数从应力的张量公式进一步计算GeSi薄膜Sa的应变量和内应力的大小。可以进一步计算GeSi薄膜Sa中的Ge(锗)浓度、GeSi薄膜Sa的组成、GeSi薄膜Sa的应力释放的状态下的晶格常数等。
根据本实施例的X射线检查设备具有以下功能：将通过摇摆曲线测量方法获得的测量数据和由中央处理单元100计算的晶格常数a、c的分析的数据等存储到存储单元110中，在显示单元202上显示这些数据，并根据由操作者经由图7中所示的操作单元201执行的设置、经由网络将这些数据从通信单元203发送到服务器或主计算机。
[针对对称反射的一个晶格平面的摇摆曲线测量方法]
如图13中所示，为了确定GeSi薄膜Sa处于GeSi薄膜Sa的面内方向上的晶格受Si衬底晶体So约束和收缩的状态(S-Sa)下还是处于GeSi薄膜Sa的面内方向上的晶格不受Si衬底晶体So约束并因此被释放的状态(R-Sa)下，需要分析GeSi的平面中的晶格常数a和在GeSi的法线方向上的晶格常数c，而晶格常数a和c被设定为未知数。因此，在上述摇摆曲线测量装置中，在目标是两个等效的非对称反射晶格平面的同时执行测量。
另一方面，当GeSi薄膜Sa的厚度薄并且显然GeSi薄膜Sa处于其面内方向上的晶格受Si衬底晶体So约束并因此被收缩的状态(S-Sa)下时，GeSi的面内晶格常数a等于Si衬底晶体So的面内晶格常数，因此不必计算GeSi的面内晶格常数a。也就是说，只有GeSi的法线方向上的晶格常数c是未知的。
在这种情况下，如上所述，不需要执行针对两个等效的非对称反射晶格平面的摇摆曲线测量方法，并且可以通过仅针对对称反射的一个晶格平面执行摇摆曲线测量方法来计算GeSi的法线方向上的晶格常数c。
[摇摆曲线测量方法的应用]
在上述摇摆曲线测量装置中，在固定X射线照射单元40和X射线检测器50的同时执行摇摆曲线测量方法。但是，如图14A至图14C中所示，本实施例可以被构造成使得可以在X射线照射单元40在与样本S的表面正交并且包含光轴的虚拟垂直平面内振荡的同时执行摇摆曲线测量方法。
在这种情况下，优选的是如图14A至图14C中所示，X射线照射单元40的振荡范围是从聚焦X射线的高角度侧的一个外边缘XOL1与满足Si衬底晶体So在高角度侧的衍射条件的布拉格角αSi基本上一致处的振荡角(图14B)到聚焦X射线的低角度侧的另一外边缘XOL2与满足GeSi薄膜Sa在低角度侧的衍射条件的布拉格角αGeSi基本上一致处的振荡角(图14C)。
通过使X射线照射单元40振荡，可以使X射线强度分布相对于入射角均衡，并且可以实现高准确度的摇摆曲线测量方法。
此外，本实施例可以被构造为使得X射线照射单元40和X射线检测器50彼此互锁地扫描。
在这种情况下，X射线检测器50通过使用基于TDI模式的扫描方法测量从样本反射的衍射X射线。通过采用基于TDI模式的扫描方法，可以在很宽的角度范围内执行高准确度的摇摆曲线测量方法，如图15A至图15C中所示。例如，可以在从聚焦X射线的高角度侧的一个外边缘XOL1与满足GeSi薄膜Sa在低角度侧的衍射条件的布拉格角αGeSi基本上一致处的角度(图15B)到聚焦X射线的低角度侧的另一外边缘XOL2与满足Si衬底晶体So在低角度侧的衍射条件的布拉格角αSi基本上一致处的角度(图15C)的宽范围内执行扫描。
通过如上所述在如此大的角度范围内扫描X射线照射单元40和X射线检测器50，甚至在从X射线照射单元40发射的聚焦X射线相对于入射角的强度分布很大时或者甚至在来自衬底晶体的衍射X射线的峰值角与来自薄膜晶体的衍射X射线的峰值角分开时，可以使要照射到样本S的X射线的强度均衡，并实现高准确度的摇摆曲线测量方法。
图16示出了基于TDI模式的X射线检测器的扫描方法。
在TDI模式中，如图16中所示，在平行方向(图16中的Q方向)上扫描并排布置的多个X射线检测器a1、a2、a3和a4，并在每个X射线检测器移动的定时t1、t2、t3和t4处从X射线检测器a1、a2、a3和a4中的每个读取检测数据。然后，对于扫描角度2θ1、2θ2、2θ3和2θ4中的每个，对X射线检测器a1、a2、a3和a4的相应检测数据求和，以获得扫描角度2θ1、2θ2、2θ3和2θ4中的每个处的X射线强度。
通常，基于TDI模式的测量具有的优点是，可以在每个扫描角度处获得大的检测强度以及测量的加速。
[倒易空间映射测量]
接下来，将详细描述使用具有上述构造的X射线检查设备的倒易空间映射测量。
倒易空间映射测量是测量从晶体样本中的非对称反射晶格平面反射的衍射X射线的倒易晶格空间中的强度分布的方法。通过该倒易空间映射测量，例如，可以获得在衬底晶体上外延生长的薄膜晶体的晶格常数。
根据本实施例的X射线检查设备与用于实现倒易空间映射测量的装置结合。与上述摇摆曲线测量装置类似，该倒易空间映射测量装置作为软件存储在图7的存储单元110中，并由中央处理单元(CPU)100执行。
例如，当通过使用其中GeSi薄膜Sa在Si衬底晶体So的表面上外延生长的半导体晶片作为样本S来执行倒易空间映射测量时，在Si衬底晶体So和GeSi薄膜Sa中的非对称反射晶格平面被作为目标并被单色准直X射线照射，并且由X射线检测器检测从晶格平面反射的衍射X射线的强度和反射角。每微小角度执行如上所述的X射线的照射和衍射X射线的检测，同时相对于样本S的表面的X射线的入射角α和衍射X射线的检测角β满足关于目标晶格平面的布拉格条件。
具体地，如图17中所示，X射线检测器50在θD的角度方向上移动，同时X射线照射单元40也在θS的角度方向上移动，并且每微小角度检测从目标晶格平面反射的衍射X射线。
通过聚焦狭缝44使X射线大大变窄，由此X射线照射单元40可以产生单色准直X射线。例如，X射线变窄，使得X射线的截面积例如缩小到约1/100，从而可以获得接近单色准直X射线的X射线。
优选的是，X射线检测器50使用能够观察宽范围的二维X射线衍射图像的高速二维X射线检测器。通过使用这种高速二维X射线检测器，可以大大缩短测量时间。
如上所述，在相对于预设范围中的入射角α和衍射X射线的反射角β完成测量之后，根据获得的衍射X射线的检测数据创建倒易空间映射。
图18示出了倒易空间映射的示例。图18的倒易空间映射显示了由X射线检测器50检测的衍射X射线的倒易晶格空间中的强度分布，同时横坐标轴被设置为X射线相对于目标晶格平面的入射角α，并且纵坐标轴被设置为来自目标晶格平面的衍射X射线的反射角β。
在图18中，Isi表示从Si衬底晶体So的晶格平面反射的衍射X射线的峰值强度位置，并且Ige表示从GeSi薄膜Sa的晶格平面反射的衍射X射线的峰值强度位置。
图19示出了图18的倒易空间映射的坐标转换，并且来自Si衬底晶体So的衍射X射线的峰值强度Isi的位置和来自GeSi薄膜Sa的衍射X射线的峰值强度位置Ige的位置被布置在横坐标轴Qx的相同角度位置处。
GeSi薄膜Sa的晶格常数(a，c)可以根据来自图19中的GeSi薄膜Sa的衍射X射线的峰值强度Ige的角度位置Qxge、Qzge来计算。此外，GeSi薄膜Sa的应变量、内应力等可以根据需要由计算出的晶格常数(a，c)来获得。
由于用于从Qx、Qz获得GeSi薄膜Sa的晶格常数(a，c)的计算公式已经是众所周知的，因此将省略其详细描述。
应注意，本发明不限于上述实施例，并且在不脱离本发明的主题的情况下可以进行各种修改和应用。
例如，上述实施例的X射线检查设备针对流过半导体制造线的半导体晶片作为检查目标。然而，本发明不限于此。例如，本发明可以应用于其中半导体元件的微小部位作为半导体制造线的后续工艺中的待测量部位的目标的X射线检查。

Claims (18)

1.一种X射线检查设备，包括：
样本台，在其上放置检查目标样本；
图像观察装置，用于观察放置在样本台上的样本的图像；
定位机构，基于图像观察装置对样本的图像观察结果来控制，以在水平平面上的两个正交方向、高度方向和面内旋转方向上移动样本台；
测角仪，包括第一旋转构件和第二旋转构件，所述第一旋转构件和第二旋转构件沿着垂直于样本的表面的虚拟平面彼此独立地围绕旋转轴旋转，所述旋转轴包含在与放置在样本台上的样本的表面相同的平面中，
X射线照射单元，安装在第一旋转构件中，并且将特征X射线聚焦并照射到设置在与放置在样本台上的样本的表面相同的平面中的检查位置；和
X射线检测器，安装在第二旋转构件中，其中X射线照射单元包括用于生成X射线的X射线管，以及用于接收从X射线管照射的X射线、仅提取特定波长的特征X射线并将所提取的特征X射线聚焦在检查位置上的X射线光学元件，并且所述X射线光学元件包括第一X射线光学元件和第二X射线光学元件，所述第一X射线光学元件用于将特征X射线聚焦为使得特征X射线的高度在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面内减小，并且所述第二X射线光学元件用于将特征X射线聚焦为使得特征X射线的宽度在与虚拟垂直平面正交并包含光轴的虚拟平面内减小。
2.根据权利要求1所述的X射线检查设备，其中，所述第一X射线光学元件由具有高结晶度的晶体材料构成。
3.根据权利要求2所述的X射线检查设备，其中，所述第一X射线光学元件由具有0.06°或更小的固有摇摆曲线宽度的晶体材料构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的X射线检查设备，其中，所述第二X射线光学元件包括多层镜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的X射线检查设备，其中，所述X射线照射单元包括聚焦角控制构件，所述聚焦角控制构件用于控制特征X射线在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面中的聚焦角。
6.根据权利要求5所述的X射线检查设备，其中，所述聚焦角控制构件包括狭缝构件，所述狭缝构件具有用于仅透射具有由第一X射线光学元件聚焦的特征X射线的任何宽度的一部分的狭缝。
7.根据权利要求6所述的X射线检查设备，其中，所述X射线照射单元被构造成使得X射线管、X射线光学元件和狭缝构件的相应部件结合在单元主体中，所述单元主体能够旋转地安装在第一旋转构件中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的X射线检查设备，其中，所述X射线检测器包括一维X射线检测器或二维X射线检测器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线检查设备，其包括摇摆曲线测量装置，所述摇摆曲线测量装置用于执行对样本测量摇摆曲线的方法，在该样本中薄膜晶体在衬底晶体上外延生长，其中所述摇摆曲线测量装置具有执行以下操作(i)至(iv)的功能：
(i)为样本选择作为测量目标的晶格平面；
(ii)针对所选择的晶格平面将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处；
(iii)用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度；和
(iv)基于由X射线检测器检测的衍射X射线的反射角和强度获得摇摆曲线，并分析关于摇摆曲线的数据。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的X射线检查设备，其包括摇摆曲线测量装置，所述摇摆曲线测量装置用于执行对样本测量摇摆曲线的方法，在该样本中薄膜晶体在衬底晶体上外延生长，其中所述摇摆曲线测量装置具有执行以下操作(I)至(VI)的功能：
(I)为样本选择两个等效的非对称反射晶格平面；
(II)针对所选择的晶格平面中的一个将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处；
(III)用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度；
(IV)针对另一个所选择的晶格平面将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处；
(V)用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度；和
(VI)基于由X射线检测器检测的衍射X射线的反射角和强度获得摇摆曲线，并分析关于摇摆曲线的数据。
11.根据权利要求10所述的X射线检查设备，其中，所述摇摆曲线测量装置还具有在操作(VI)中执行以下操作(VI-I)至(VI-IV)的功能：
(VI-I)确定样本的衬底晶体中的衍射峰值与样本的薄膜晶体中的两个等效的非对称反射的衍射峰值之间的角度差；
(VI-II)根据通过操作(VI-I)确定的衍射峰值的角度差计算样本的薄膜晶体的晶格常数；
(VI-III)根据样本的薄膜晶体的已知弹性常数和计算的晶格常数，计算薄膜晶体的应变、在释放薄膜晶体的应力的状态下的晶格常数、薄膜晶体的组成以及薄膜晶体的应力中的至少一个；和
(VI-IV)输出通过操作(VI-III)获得的计算结果。
12.根据权利要求9或10所述的X射线检查设备，其中，X射线照射单元包括聚焦角控制构件，所述聚焦角控制构件用于控制特征X射线在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面中的聚焦角，所述X射线照射单元通过聚焦角控制构件将要从X射线照射单元照射到样本表面上的X射线的聚焦角设置为2°或更大，并用X射线以2°或更大的角度范围照射样本表面，并且其中X射线检测器包括一维X射线检测器或二维X射线检测器，并且使从样本反射的衍射X射线入射到X射线检测器以检测衍射X射线的反射角和强度。
13.根据权利要求12所述的X射线检查设备，其中，X射线照射单元被构造为在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面中振荡，以用X照射样本表面。
14.根据权利要求12所述的X射线检查设备，其中，X射线检测器和X射线照射单元在与样本的表面正交并包含光轴的虚拟垂直平面内彼此互锁地扫描，以通过基于TDI模式的扫描方法测量从样本反射的衍射X射线。
15.一种X射线薄膜检查方法，针对作为检查目标的流过半导体制造线的半导体晶片，并通过使用根据权利要求1至14中任一项所述的X射线检查设备来检查形成在半导体晶片的表面上的薄膜，其中，X射线薄膜检查方法预设通过图像观察装置能够识别的半导体晶片的表面上的独特点，参照独特点设置X射线薄膜检查的待测量部位的位置信息，并且所述方法包括以下步骤(a)至(c)：
(a)通过图像观察装置识别放置在样本台上的半导体晶片的表面上设置的独特点的步骤；
(b)参照图像观察装置识别的独特点，基于待测量部位的位置信息，控制定位机构以移动样本台，并将待测量部位定位到检查位置的步骤；和
(c)将来自X射线照射单元的特征X射线聚焦到检查位置以执行X射线检查的步骤。
16.一种用于测量摇摆曲线的方法，其使用根据权利要求1至8中任一项所述的X射线检查设备对样本执行摇摆曲线测量，在该样本中在衬底晶体上外延生长薄膜晶体，并且所述方法包括以下步骤1到4：
步骤1：为样本选择作为测量目标的晶格平面；
步骤2：针对所选择的晶格平面将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处；
步骤3：用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度；和
步骤4：基于由X射线检测器检测的衍射X射线的反射角和强度获得摇摆曲线，并分析关于摇摆曲线的数据。
17.一种用于测量摇摆曲线的方法，其使用根据权利要求1至8中任一项所述的X射线检查设备对样本执行摇摆曲线测量，在该样本中在衬底晶体上外延生长薄膜晶体，并且所述方法包括以下步骤A至D：
步骤A：为样本选择两个等效的非对称反射晶格平面；
步骤B：针对所选择的晶格平面中的一个将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处；
步骤C：用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度；
步骤D：针对另一个所选择的晶格平面将X射线照射单元和X射线检测器布置在基于样本中的衬底晶体的布拉格角所确定的样本表面的角度位置处；
步骤E：用来自X射线照射单元的X射线照射样本表面，并由X射线检测器检测从样本反射的衍射X射线的反射角和强度；和
步骤F：基于由X射线检测器检测的衍射X射线的反射角和强度获得摇摆曲线，并分析关于摇摆曲线的数据。
18.根据权利要求17所述的用于测量摇摆曲线的方法，其中步骤F还包括以下步骤F-1至F-4：
步骤F-1：确定样本的衬底晶体中的衍射峰值与样本的薄膜晶体中的两个等效的非对称反射的衍射峰值之间的角度差；
步骤F-2：根据通过步骤F-1的操作确定的衍射峰值的角度差计算样本的薄膜晶体的晶格常数；
步骤F-3：根据样本的薄膜晶体的已知弹性常数和计算的晶格常数，计算薄膜晶体的应变、在释放薄膜晶体的应力的状态下的晶格常数、薄膜晶体的组成以及薄膜晶体的应力中的至少一个；和
步骤F-4：输出在步骤F-3中获得的计算结果。
CN201780035084.4A 2016-07-15 2017-07-12 X射线检测设备、x射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法 Pending CN109313145A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016140892 2016-07-15
JP2016-140892 2016-07-15
PCT/JP2017/025389 WO2018012527A1 (ja) 2016-07-15 2017-07-12 Ｘ線検査装置、ｘ線薄膜検査方法およびロッキングカーブ測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109313145A true CN109313145A (zh) 2019-02-05

Family

ID=60952090

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780035084.4A Pending CN109313145A (zh) 2016-07-15 2017-07-12 X射线检测设备、x射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10876978B2 (zh)
JP (1) JP6864888B2 (zh)
KR (1) KR102348995B1 (zh)
CN (1) CN109313145A (zh)
DE (1) DE112017003580T5 (zh)
TW (1) TWI755409B (zh)
WO (1) WO2018012527A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110793855A (zh) * 2019-11-13 2020-02-14 北京理工大学 一种立方结构多晶合金晶间应力的评估方法
CN113030139A (zh) * 2021-05-31 2021-06-25 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种新型晶体及紧凑型成像装置
CN113631913A (zh) * 2019-03-28 2021-11-09 株式会社理学 透射式小角度散射装置
CN116413297A (zh) * 2022-12-07 2023-07-11 钢铁研究总院有限公司 波长色散x荧光光谱仪调试方法、系统、电子设备和介质

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11202006227TA (en) * 2017-12-28 2020-07-29 Rigaku Denki Co Ltd X-ray inspection device
EP3603516A1 (de) * 2018-08-02 2020-02-05 Siemens Healthcare GmbH Röntgenvorrichtung und verfahren zum betrieb der röntgenvorrichtung
DE102020207795A1 (de) * 2019-06-24 2020-12-24 Ims Messsysteme Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Werkstoffeigenschaften eines polykristallinen Produkts
JP7476039B2 (ja) * 2020-09-02 2024-04-30 キオクシア株式会社 半導体装置の検査装置、及び、半導体装置の検査方法
JP7100910B2 (ja) 2020-12-01 2022-07-14 株式会社リガク 全反射蛍光ｘ線分析装置
CN113390910A (zh) * 2021-06-23 2021-09-14 北京理工大学 一种基于劳厄衍射原理对全尺寸异型单晶无损检测的设备
CN113945591B (zh) * 2021-09-14 2023-10-24 中国电子科技集团公司第十一研究所 一种半峰宽自动化测试工装
KR102594237B1 (ko) * 2021-12-17 2023-10-30 주식회사 넥스트론 Xrd를 이용한 마이크로 프로브 시스템
CN114778577A (zh) * 2022-06-23 2022-07-22 浙江大学杭州国际科创中心 一种x射线衍射仪检测碳化硅缺陷的方法
JP2024108448A (ja) * 2023-01-31 2024-08-13 株式会社リガク 検出器台座及びｘ線回折装置
WO2024167032A1 (ko) * 2023-02-07 2024-08-15 주식회사 넥스트론 Xrd를 이용한 마이크로 프로브 시스템
WO2025249014A1 (ja) * 2024-05-29 2025-12-04 株式会社リガク Ｘ線検査装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6385289B1 (en) * 1999-04-12 2002-05-07 Rigaku Corporation X-ray diffraction apparatus and method for measuring X-ray rocking curves
US20050195941A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-08 Klaus Lischka Diffractometer
US20060088139A1 (en) * 2004-10-26 2006-04-27 Rigaku Corporation X-ray thin film inspection apparatus and thin film inspection apparatus and method for patterned wafer
CN1932493A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 理学电机工业株式会社 荧光x射线分析装置
US20120051518A1 (en) * 2009-04-30 2012-03-01 Kazuhiko Omote X-ray scattering measurement device and x-ray scattering measurement method
CN102879411A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 国电科技环保集团股份有限公司 利用x射线衍射对晶体进行测试的方法
CN104345071A (zh) * 2014-11-03 2015-02-11 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种表征镍基高温合金中γ/γ′相晶格错配度的方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000155102A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Rigaku Corp Ｘ線測定装置およびその方法
US6970532B2 (en) * 2000-05-10 2005-11-29 Rigaku Corporation Method and apparatus for measuring thin film, and thin film deposition system
US6891627B1 (en) * 2000-09-20 2005-05-10 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension and overlay of a specimen
JP3676249B2 (ja) * 2001-03-27 2005-07-27 独立行政法人科学技術振興機構 Ｘ線回折を用いた結晶の観察方法及びその観察装置
JP3697246B2 (ja) * 2003-03-26 2005-09-21 株式会社リガク Ｘ線回折装置
EP1642304B1 (en) 2003-06-13 2008-03-19 Osmic, Inc. Beam conditioning system
US7280634B2 (en) * 2003-06-13 2007-10-09 Osmic, Inc. Beam conditioning system with sequential optic
EP1942336B1 (en) * 2005-09-05 2014-11-05 Rigaku Corporation Method and device for judging polarity of single crystal sample
WO2007052688A1 (ja) * 2005-11-02 2007-05-10 Rigaku Corporation 微結晶粒の方位分布測定方法及びその装置
JP5531009B2 (ja) * 2008-04-11 2014-06-25 リガク イノベイティブ テクノロジーズ インコーポレイテッド ポリキャピラリ光学系を有するｘ線発生装置
JP5307503B2 (ja) * 2008-07-01 2013-10-02 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｘ線分析装置及びｘ線分析方法
GB2481950B (en) * 2009-04-14 2017-08-23 Rigaku Denki Co Ltd Surface microstructure measurement method, surface microstructure measurement data analysis method and surface microstructure measurement system.
JP5367549B2 (ja) * 2009-12-07 2013-12-11 株式会社東芝 基板計測方法
US8243878B2 (en) * 2010-01-07 2012-08-14 Jordan Valley Semiconductors Ltd. High-resolution X-ray diffraction measurement with enhanced sensitivity
JP5813923B2 (ja) * 2010-03-15 2015-11-17 株式会社日立ハイテクサイエンス Ｘ線透過検査装置及びｘ線透過検査方法
US8903044B2 (en) * 2011-01-31 2014-12-02 Rigaku Corporation X-ray diffraction apparatus
JP2012237566A (ja) * 2011-05-10 2012-12-06 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥観察方法及びその装置
JP5511020B2 (ja) * 2011-11-24 2014-06-04 株式会社リガク Ｘ線分析装置
JP5871393B2 (ja) * 2011-11-29 2016-03-01 株式会社リガク Ｘ線分析装置
CN103975233B (zh) * 2012-02-06 2017-01-04 株式会社日立高新技术 X射线检查装置、检查方法以及x射线检测器
US10801975B2 (en) * 2012-05-08 2020-10-13 Kla-Tencor Corporation Metrology tool with combined X-ray and optical scatterometers
US20140067316A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Measuring apparatus, detector deviation monitoring method and measuring method
JP6218403B2 (ja) * 2013-03-15 2017-10-25 株式会社マーストーケンソリューション 電界放射型電子銃を備えたｘ線管及びそれを用いたｘ線検査装置
US10209206B2 (en) * 2013-07-08 2019-02-19 Nova Measuring Instruments Ltd. Method and system for determining strain distribution in a sample
US9719947B2 (en) * 2013-10-31 2017-08-01 Sigray, Inc. X-ray interferometric imaging system
GB201402318D0 (en) * 2014-02-11 2014-03-26 Oxford Instr Nanotechnology Tools Ltd Method for materials analysis
JP6294130B2 (ja) * 2014-04-04 2018-03-14 株式会社荏原製作所 検査装置
US9640449B2 (en) * 2014-04-21 2017-05-02 Kla-Tencor Corporation Automated inline inspection of wafer edge strain profiles using rapid photoreflectance spectroscopy
US9606073B2 (en) * 2014-06-22 2017-03-28 Bruker Jv Israel Ltd. X-ray scatterometry apparatus
WO2016059673A1 (ja) * 2014-10-14 2016-04-21 株式会社リガク Ｘ線薄膜検査装置
WO2016059672A1 (ja) * 2014-10-14 2016-04-21 株式会社リガク Ｘ線薄膜検査装置
US9632066B2 (en) 2015-04-09 2017-04-25 Ut-Battelle, Llc Open port sampling interface
US9916965B2 (en) * 2015-12-31 2018-03-13 Kla-Tencor Corp. Hybrid inspectors

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6385289B1 (en) * 1999-04-12 2002-05-07 Rigaku Corporation X-ray diffraction apparatus and method for measuring X-ray rocking curves
US20050195941A1 (en) * 2004-03-01 2005-09-08 Klaus Lischka Diffractometer
US20060088139A1 (en) * 2004-10-26 2006-04-27 Rigaku Corporation X-ray thin film inspection apparatus and thin film inspection apparatus and method for patterned wafer
CN1932493A (zh) * 2005-09-14 2007-03-21 理学电机工业株式会社 荧光x射线分析装置
US20120051518A1 (en) * 2009-04-30 2012-03-01 Kazuhiko Omote X-ray scattering measurement device and x-ray scattering measurement method
CN102879411A (zh) * 2012-09-29 2013-01-16 国电科技环保集团股份有限公司 利用x射线衍射对晶体进行测试的方法
CN104345071A (zh) * 2014-11-03 2015-02-11 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种表征镍基高温合金中γ/γ′相晶格错配度的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAZUHIKO OMOTE: "High-throughput Analysis for Combinatorial Epitaxial Thin Films by Concurrent X-Ray Diffraction", 《JOURNAL OF THE VACUUM SOCIETY OF JAPAN》 *
杜国同: "《半导体激光器件物理》", 31 May 2002, 吉林大学出版社 *
杨建荣: "《碲镉汞材料物理与技术》", 30 November 2012, 国防工业出版社 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113631913A (zh) * 2019-03-28 2021-11-09 株式会社理学 透射式小角度散射装置
CN113631913B (zh) * 2019-03-28 2024-08-13 株式会社理学 透射式小角度散射装置
CN110793855A (zh) * 2019-11-13 2020-02-14 北京理工大学 一种立方结构多晶合金晶间应力的评估方法
CN110793855B (zh) * 2019-11-13 2021-03-02 北京理工大学 一种立方结构多晶合金晶间应力的评估方法
CN113030139A (zh) * 2021-05-31 2021-06-25 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种新型晶体及紧凑型成像装置
CN113030139B (zh) * 2021-05-31 2021-08-13 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种新型晶体及紧凑型成像装置
CN116413297A (zh) * 2022-12-07 2023-07-11 钢铁研究总院有限公司 波长色散x荧光光谱仪调试方法、系统、电子设备和介质

Also Published As

Publication number Publication date
TWI755409B (zh) 2022-02-21
US20190227005A1 (en) 2019-07-25
KR102348995B1 (ko) 2022-01-10
WO2018012527A1 (ja) 2018-01-18
TW201807407A (zh) 2018-03-01
KR20190026789A (ko) 2019-03-13
DE112017003580T5 (de) 2019-05-09
US10876978B2 (en) 2020-12-29
JPWO2018012527A1 (ja) 2019-05-09
JP6864888B2 (ja) 2021-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109313145A (zh) X射线检测设备、x射线薄膜检测方法和测量摇摆曲线的方法
TWI803621B (zh) Ｘ射線設備及用於樣本對準之方法
JP7308233B2 (ja) 小角ｘ線散乱計測計
CN104251870B (zh) 衍射成像
JP6871629B2 (ja) Ｘ線分析装置及びその光軸調整方法
JP6938054B2 (ja) Ｘ線検査装置
US12085521B2 (en) Small-angle X-ray scatterometry
CN117420592A (zh) 一种同步辐射光束稳定性的原位测量方法
JP2003194741A (ja) Ｘ線回折装置、反射ｘ線測定方法および逆格子空間マップ作成方法
JP2023132352A (ja) 評価装置
JP7792488B2 (ja) 小角ｘ線散乱計測計
US20250251355A1 (en) Semiconductor inspection apparatus, semiconductor inspection system and semiconductor inspection method
CN119000745A (zh) 一种基于同步辐射衍射的晶圆缺陷三维表征装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190205

RJ01 Rejection of invention patent application after publication