JPH0293400A - Ｘ線光学系およびそのアライメント方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、各種物体のＸａｌ！ｌｉ層像等を得るために
用いるＸＭ光学系とそのアライメント方法に関するもの
である。

（従来の技術） 例えば、シリコンウェハなどに形成された回路パターン
のＸ線断層像を得る場合、第４図に示すように、トロイ
ダル全反射型ｘａ光学素子の１１ａであるウオルタ型ミ
ラーが用いられる。第４図において、１０１は回転双曲
面から成る第１反射面、１０２は回転惰円面から成る第
２反射面、１０３は物点、１０４は像点である。物点１
０３から出た光は第１反射面１０１、第２反射面１０２
でそれぞれ１回ずつ反射して像点１０４に到達する。

このような全反射型のＸ４！光学系は色収差がなく、ア
ライメントが可視光によって可能であるといった特徴を
有し、そのアライメントは従来から可視光によって行な
われている。

第５図はアライメントおよびｘｌｌによる結像の手順を
示す説明図であり、図中、２０１は第１反射面、２０２
は第２反射面、２０３は可視光源、２０４は可視用遮蔽
板、２０５は像面、２０６はＸ線源、２０７はＸ線用遮
蔽板である。ここで像面２０５に対して上記構成のウオ
ルタ型ミラー２００をアライメントすることを想定する
。まず、ウオルタ型ミラー２００の姿勢を像面２０５に
対して垂直にあわせるために、像面２０５に達する可視
光のみを遮蔽する遮蔽板２０４をミラー２００に固定す
る。この遮蔽板２０４は可視光域において不透明である
ならばなんでもよい。この遮蔽板２０４を固定してこと
により、第１反射面２０１による１回反射光２０８、第
２反射面２０２による１回反射光２０９、第１第２反射
面による２回反射光２１０の３種類の可視光が通過可能
になる。次に、前記３種類の可視光は像面２０５でそれ
ぞれ円環を形成するので、それぞれの円環が同心となる
ようにウオルタ型ミラー２００の姿勢を調整する。次に
、ウオルタ型ミラー２００の姿勢を変動させることなく
可視光用遮蔽板２０４を取り外し、Ｘ線用遮蔽板２０７
と交換する。この遮蔽板２０７は軟ＸＰｉ１領域に対し
て不透明な物質で形成され第１．第２反射面による２回
反射Ｘａのみを通過させるような大きさである。このよ
うにしてミラー２００のアライメントが終了したならば
ｌＩ＃Ｉ２０６からの）１１による結像を行う。

このようなアライメント方法によれば、第１反射面２０
１による１回反射光２０８、第２反射面による１回反射
光２０９、第１．第２反射面による２回反射光２１０の
３種類の可視光が像面２０５で同心の円環になるように
ミラー２００の姿勢を調整すればよいので、可視光源２
０３によるアライメントが可能になる。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記のアライメント手順から分かるように、可
視光によるアライメントを終了したならば、ミラー２０
０の姿勢を全く変動させずに可視光用遮蔽板２０４の取
外し、Ｘ線用遮蔽板２０７の取付けを行なわなければな
らない。これは、可視光に変えてＸ線によってアライメ
ントを行うようにした構成でも同様である。このため、
ミラー２００の姿勢をアライメント終了時の姿勢に維持
することが非常に困難になり、アライメント終了時の姿
勢が変動することにより像面２０５に結像されるＸ線像
の精度が低下するという問題があった。

本発明は、アライメント終了時の姿勢を高精度で維持し
、ＸＳ像の精度の低下を防ぐことができるＸ線光学系と
そのアライメント方法を提供することを目的としている
。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明によるＸＭＡ光学系は、全反射型Ｘ、悴光学素子
の反射面で反射することなく像面に直接到達するＸａの
うち少なくとも光軸に近い部分を遮蔽する第１の遮蔽板
と、物点而から放出して前記全反射型ｘＩ！光学素子の
反射面で１回反射して像面に到達するｘ＃！を遮蔽する
第２の遮蔽板とを備えことにより構成される。

また、そのアライメント方法は、全反射型Ｘａ光学素子
の像面に対するアライメント時は、該全反射型Ｘ線光学
素子の反射面で反射することなく像面に直接到達するＸ
線のうち、少なくとも光軸に近い部分を遮蔽する第１の
遮蔽板を挿入し、物体から放出されたＸ線による結像時
は、前記全反射型ＸＳ光学素子の反射面にて１回反射し
て像面に到達するＸ線を遮蔽する第２の遮蔽板を挿入す
ることにより構成される。

さらに、ｘＩａ光学系の他の構成としては、可視光域お
よび軟Ｘ線域の両方で透過しない材料で形成され、全反
射型Ｘ線光学素子の反射面で反射することなく像面に直
接到達する可視光およびＸ線のうち少なくとも光軸に近
い部分を遮蔽する第１の円板状遮蔽部と、この第１の円
板状遮蔽部と同心円状に配置されかつ可視域は透過し、
軟Ｘ線域は透過しない材料で形成され、前記全反射型ｘ
Ｉ！光学素子の反射面で１回反射して像面に到達するｘ
８を遮蔽する第２の円板状遮蔽部とから成る遮蔽板を設
けるものである。

（作用） 可視広域を用いてアライメントする際には、前述のよう
に、全反射型ｘｍ光学素子の第１反射面による１回反射
光、第２反射面による１回反射光、第１．第２反射面に
よる２回反射光が必要となる。

そのために、まず、この３種類の光は通過し、像面へ直
接到達する光のみを遮蔽する第１の遮蔽板を設け、この
第１の遮蔽板を光学素子に挿入する。

この遮蔽板は、可視光域、軟Ｘ４１域ともに遮蔽する材
料を用いる。次に、Ｘ線による結像の際には不必要な２
種類の１回反射光を除去し、２回反射光のみを通過させ
るような第２の遮蔽板を挿入する、この第２の遮蔽板に
は軟Ｘ線域では不透過な材料を用いる。

従って、アライメントが終了しても第１の遮蔽板を取外
す必要がなく、第２の遮蔽板を挿入するだけである。第
２の遮蔽板は１回反射光を除外するだけであるから、そ
の挿入位置の精度は若干低くてもよい。

本発明の他の構成については、１つの遮蔽板の内周側と
外周側に上記第１．第２の遮蔽板と同様な１能を有する
第１．第２の遮蔽部が設けられているため、この遮蔽板
を１度挿入するだけでよく、アライメントをさらに効率
的に行うことができる。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明によるＸ線光学系の一実施例をアライメ
ント手順に沿って示したものである。図において、３０
０は全反射型Ｘ！！光学素子３０１の第１反射面、３０
１は第２反射面、３０２は像面、３０３は物点面、３０
４は全反射型ＸＳ光学素子３１０で１回も反射すること
なく像面３０２に直接到達する光のみを遮蔽する第１の
遮蔽板、３０５は第１反射面３００における１回反射光
、３０６は第２遮蔽板３０８における１回反射光、３０
７は第１．第２反射面３００．３０１による２回反射光
、３０８は上記２種類の１回反射光３０５．３０６をカ
ットする第２の遮蔽板である。

図中（ａ）〜（Ｃ）は、可視光によるアライメント時に
おける３種類の反射光の光路を別々に表現したもので、
まず、物点面３０３上の光軸上に可視光点光ｖＡ（図示
せず）をおき、第１の遮蔽板３０４を挿入固定して全反
射Ｘ線光学素子３１０をアライメントする。この場合、
（ａ）〜（Ｃ）の光が同時に発生するので、像面３０２
の裏側から観測シテ、この３種類の光３０５，３０６．
３０７が同心円状になるように光学素子３１０の姿勢を
決定する。次に、図中（ｄ）の用に像面３０２近傍に１
回反射光を除外する第２の遮蔽板３０８を挿入し、物点
面３０３に試料をおいて、Ｘ線で照明し、像面３０２上
に試料の拡大Ｘ線像を得る。

この際、２種類の１回反射Ｘ線は第２遮蔽板３０８によ
って除外され像面３０２に達することはない。

この構成とアライメント方法によれば、直接光を除外す
る目的の遮蔽板３０４の位置決めが多少悪くて直接光が
漏れてしまっても、第２の遮蔽板３０８によって除外さ
れて像面３０２に達することはない。また、１回反射光
３０５．３０６を除外する目的の第２の遮蔽板３０８に
関しては、像面３０２付近においては２回反射光３０７
と１回反射光３０５．３０６とが空間的に大きく分離し
ているため、その位置決めを簡単に行うことができる。

さらに、アライメント終了後、第２の遮蔽板３０８を挿
入する際、光学素子３１０のアライメント状態が変化す
る恐れがないため光学系の結像精度を向上させることが
できる。

第２図は本発明によるＸ？Ｊ光学系に用いる遮蔽板の他
の実施例を示す平面図である。図において、４０１は厚
さ５ｎｎ程度の円板状の光学ガラス、４０２は該光学ガ
ラス４０１の上に同心円形状に金（Ａｕ）を数十μｍ蒸
着した部分である。但し、この蒸着部分４０２には吸収
計数と厚さを考慮すれば様々の金属を用いることが可能
である。次に４０３はこの遮蔽板４００を外側のフレー
ムに固定するためのアーム、４０４はフレームである。

この遮蔽板４００はｘａ光学素子の入射面に固定される
。この構成により可視光域での光学系の入（）ｌ＠の幅
は４０５、Ｘ線域でのそれは４０６となる。

第３図は、この構成によるＸ線光学素子のアライメント
および結像例を示す図であり、ここでは拡大系を示して
いる（縮小系でも可能である）。

第３図（ａ）は可視光によるアライメント時、（ｂ）は
軟Ｘ線による結像時を示すものであり、５０１　ハ可視
光源、５０２ＬｔＸｌｌ源、５０３は第１反射面、５０
４は第２反射面である。

この構成において、ＸＩ光学素子３１０の姿勢をアライ
メントする際には、前述のように、像面４０５で観測し
て第１反射面５０３による１回反射光４０６．第２反射
面５０４による１回反射光４０７、第１．第２反射面５
０３．５０４による２回反射光４０８による３重円環が
同心となるように、光学素子３１０の姿勢を制御するた
め、上記３種類の光が像面４０５に達する必要がある。

このため、第３図（ａ）のように蒸着部分４０２の半径
を作面に直接達する光のみを遮蔽するような大きさに設
定する。これにより、外側にある光学ガラス４０１の部
分では可視光域に対して透明であるため、前記３種類の
光を遮蔽することはない。

次にＸ線による結像を考えると、必要となる光線は、第
１反射面５０３．第２反射面５０４で１回ずつ合計で２
回反射したＸｌ！のみである。そこで、第３図（ｂ）の
用に、円板状光学ガラス４０１の半径を前記２回反１）
ｆ　Ｘ　線のみを通し、他のＸ線は全て遮蔽するような
大きさに設定する。光学ガラスの厚さを５ｎｎ＋程度と
すれば、軟Ｘ！！領域出はほとんど不透明と考えてよい
から、Ｘ線に対する遮蔽板４００の大きさは光学ガラス
径で決定される。

従って、この実施例によれば、可視光によってアライメ
ントを行った後に別の遮蔽板を新たに挿入する手間を省
くことができ、さらに高精度のアライメントを行うこと
ができる。また、遮蔽板は１種類だけ用意しておけばよ
いため、その管理も容易になる。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明によれば、全反射型光学素子
によって１回も反射することなく像面に直接到達する光
を遮蔽する手段と、第１．第２の反射面でそれぞれ１回
反射する光を遮蔽する手段を同一の遮蔽板または別々の
遮蔽板として構成し、全反射型光学素子に挿入してアラ
イメントを行うようにしたため、全反射型光学素子をア
ライメント終了時の姿勢に高精度で維持した状態でＸ線
による像を結像させることができるようになり、Ｘ線像
の精度の向上に大きく寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は（ａ）〜（ｄ）は本発明によるＸ線光学系をア
ライメント類に示した図、第２図は本弁明のＸ線光学系
に用いる遮蔽板の他の実施例を示す平面図、第３図は第
２図の遮蔽板を用いたアライメントとＸ線像の結像動作
を説明するための説明図、第４図は全反射型光学素子を
用いたＸａ光学系の一般的構成図、第５図はそのアライ
メントとｘｓｍの結像動作を説明するための説明図であ
る。 １０１・・・第１反射面、１０２・・・第２反射面、１
０３・・・物点、１０４・・・像点、３１０・・・全反
射型Ｘ線光学素子、２０１，３００．５０３・・・第１
反射面、２０２，３０１．５０４・・・第２反射面、２
０３．５０１・・・可視光源、２０４・・・可視光用遮
蔽板、２０５．３０２．４０５・・・像面、２０６．５
０２・Ｘｌｌ、２０７　・Ｘ１１１１ｍ蔽板、２０８，
２０９．３０５，３０６，４０６．４０７・・・１回反
射光、２１０．３０７・・・２回反射光、３０３・・・
物点、３０４・・・第１の遮蔽板、３０８・・・第２の
遮蔽板、４００・・・遮蔽板、４０１・・・光学ガラス
、４０２・・・金ＭＷ部分、４０３・・・アーム、４０
４・・・フレーム。 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線源と、物点面から放出されたＸ線を２回全反
   射させることによつて像面に結像させる全反射型Ｘ線光
   学素子とを備えたＸ線光学系において、 前記全反射型Ｘ線光学素子の反射面で反射することなく
   像面に直接到達するＸ線のうち少なくとも光軸に近い部
   分を遮蔽する第１の遮蔽板と、前記物点面から放出して
   前記全反射型Ｘ線光学素子の反射面で１回反射して像面
   に到達するＸ線を遮蔽する第２の遮蔽板とを備えたＸ線
   光学系。
2. （２）Ｘ線源と物点面から放出されたＸ線を２回全反射
   させることによって像面に結像させる全反射型Ｘ線光学
   素子を備えたＸ線光学系において、 前記全反射型Ｘ線光学素子の像面に対するアライメント
   時は、該全反射型Ｘ線光学素子の反射面で反射すること
   なく像面に直接到達するＸ線のうち、少なくとも光軸に
   近い部分を遮蔽する第１の遮蔽板を挿入し、物体から放
   出されたＸ線による結像時は、前記全反射型Ｘ線光学素
   子の反射面にて１回反射して像面に到達するＸ線を遮蔽
   する第２の遮蔽板を挿入することを特徴とするＸ線光学
   系のアライメント方法。
3. （３）Ｘ線源と、このＸ線源により物点面から放出され
   たＸ線を２回全反射させることにより像面に結像させる
   全反射型Ｘ線光学素子を備えたＸ線光学系において、 可視光域および軟Ｘ線域の両方で透過しない材料で形成
   され、前記全反射型Ｘ線光学素子の反射面で反射するこ
   となく像面に直接到達する可視光およびＸ線のうち少な
   くとも光軸に近い部分を遮蔽する第１の円板状遮蔽部と
   、 この第１の円板状遮蔽部と同心円状に配置されかつ可視
   域は透過し、軟Ｘ線域は透過しない材料で形成され、前
   記全反射型Ｘ線光学素子の反射面で１回反射して像面に
   到達するＸ線を遮蔽する第２の円板状遮蔽部とから成る
   遮蔽板を有して成るＸ線光学系。