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

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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。