JPH08122500A - X-ray image observing apparatus - Google Patents

X-ray image observing apparatus

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JPH08122500A
JPH08122500A JP26218194A JP26218194A JPH08122500A JP H08122500 A JPH08122500 A JP H08122500A JP 26218194 A JP26218194 A JP 26218194A JP 26218194 A JP26218194 A JP 26218194A JP H08122500 A JPH08122500 A JP H08122500A
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JP
Japan
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ray
sample
fluorescent
ray image
rays
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Application number
JP26218194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ninomiya
健 二宮
Masaki Hasegawa
正樹 長谷川
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE: To easily determine presence or absence of left film s of multiple fine holes by a method wherein a fluorescent X ray which is generated from a specimen by X-ray radiation is divided to form an enlarged X-ray image of the surface of the specimen. CONSTITUTION: A fluorescent X-ray 50 generated by emitting an X ray 21 on a specimen 21 is divided by an optical device 2 and a pin hole plate 3 to be enlarged and focused on a detector 5 by an optical device 4 so that fluorescent X-ray image of the specimen 1 is obtained and is observed by means of an indication device 13 connected thereto. Assuming that the diameter or the length of a side of a fine hole to be observed is 2a and the depth thereof is (d) and an angle which is determined by tan (a/d) is θ, the fluorescent X-ray generated by the X-ray irradiation is observed in a region defined in a range of θ from a central axis of the fine hole. It is thereby possible to easily and quickly judge a left film condition of multiple fine holes based on the X-ray image.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、特にウエハ表面の微細
孔の観察に適した表面分析技術によるX線像観察装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray image observation apparatus by a surface analysis technique suitable for observing fine holes on a wafer surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の高集積化を推進するために
は、ディープサブμm以下のレベルにおける微細加工技
術を確立しなければならない。例えば、1チップの25
6MbDRAMには、直径0.2μmのコンタクトホール
(微細孔)が数千万個以上形成されている。これら微細
孔のうち1ヶ所でも導通不良があればデバイスの不良に
つながるため、プロセスの途中で多数の微細孔の中から
非開口の微細孔を見付けだす計測技術、すなわち多数の
微細孔に対し、底面の残留物(残膜)の有無を短時間で
判定する計測技術が必須技術であるとされている。
2. Description of the Related Art In order to promote high integration of semiconductor elements, it is necessary to establish a fine processing technology at a level of deep sub .mu.m or less. For example, 1 chip of 25
In a 6 Mb DRAM, tens of millions or more of contact holes (fine holes) having a diameter of 0.2 μm are formed. If even one of these fine holes has a conduction failure, it will lead to device failure. Therefore, a measurement technique that finds non-open micropores among a large number of fine holes during the process, that is, It is said that a measurement technique for determining the presence or absence of a residue (residual film) on the bottom surface in a short time is an essential technique.

【0003】このような問題を解決すべく、我々はX線
または電子線を微細孔に入射させ、これにより微細孔底
面の残膜から発生した光またはX線のエネルギー分析を
行う装置を開発してきた(特願平4−190148号お
よび特願平4−257789号公報)。しかしこれらの
装置は、コンタクトホールごとに残膜の分析を行うた
め、1チップあたり数千万個以上の微細孔をもつ256
MbDRAMにおける非開口の微細孔を検出するには、
膨大な時間を要し、制御も煩雑になる。これを解消する
手段として、X線照射により試料から発生する蛍光X線
を像として観測する装置が特開平1−239500号公
報に開示されている。
In order to solve such a problem, we have developed an apparatus for injecting an X-ray or an electron beam into a fine hole to analyze the energy of light or X-ray generated from the residual film on the bottom surface of the fine hole. (Japanese Patent Application No. 4-190148 and Japanese Patent Application No. 4-257789). However, since these devices analyze the residual film for each contact hole, 256 chips with tens of millions or more of micro holes per chip are provided.
To detect non-open micro holes in MbDRAM,
It takes a huge amount of time and control becomes complicated. As a means for eliminating this, an apparatus for observing fluorescent X-rays generated from a sample by X-ray irradiation as an image is disclosed in JP-A-1-239500.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の特開平
1−239500号公報は、X線顕微鏡の解像度向上の
ため収差や容積の点から高倍率にできないX線対物光学
系の倍率を抑え、検出をxy方向に微動できる多数の蛍
光X線像を処理する構成であるが、蛍光X線を分光して
結像することは考慮されておらず、多数の微細孔中の残
像の元素を蛍光X線としてまとめて観測することはでき
ない。したがって、蛍光X線像を用いても多数の微細孔
の中から非開口の微細孔の像を観察することはできる
が、微細孔中に存在する物質を特定することはできなか
った。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-239500, the magnification of an X-ray objective optical system, which cannot be made high in terms of aberration and volume for improving the resolution of the X-ray microscope, is suppressed. Although the configuration is such that a large number of fluorescent X-ray images that can be finely moved in the xy directions are processed, the fact that the fluorescent X-rays are spectrally imaged is not taken into consideration, and the afterimage elements in a large number of fine holes are fluorescent. X-rays cannot be collectively observed. Therefore, even if a fluorescent X-ray image is used, an image of non-open micropores can be observed from a large number of micropores, but a substance existing in the micropores cannot be specified.

【0005】本発明の目的は、多数の微細孔の中から非
開口の微細孔(内部に特定の物質からなる残膜が存在)
を迅速に見つけだすための、X線観察装置を得ることに
ある。
The object of the present invention is to make non-open micropores among a large number of micropores (there is a residual film made of a specific substance inside).
The purpose is to obtain an X-ray observing device for promptly finding out.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的は、試料へのX
線照射手段を有し、上記試料の観察すべき微細孔の直径
または一辺の長さを2aとし深さをdとしたとき、tan
(a/d)で定まる角度をθとすると、上記X線照射に
より発生する蛍光X線を、上記微細孔の中心軸からθの
範囲内に定義される領域内で観測できる、蛍光X線の分
光手段と、蛍光X線の拡大結像手段と、試料表面の拡大
X線像の2次元検出手段とを備えることにより達成され
る。あるいは、上記蛍光X線を上記微細孔の中心軸から
θの範囲内に定義される領域内で観測できるように、蛍
光X線の拡大結像手段と、蛍光X線の分光手段と、試料
表面の拡大X線像の2次元検出手段を備え、上記2次元
検出手段の前段において、上記拡大結像手段と上記分光
手段との設置位置が前または後であるかによって達成さ
れ、また、微細孔の中心軸からθの範囲内で定義される
領域が、上記中心軸から26度の範囲内で定義される領
域であることにより達成され、または、上記X線の照射
手段が、X線を集光して照射する手段であり、あるいは
上記微細孔の底面を見通す方向から照射する手段である
ことにより達成される。
Means for Solving the Problems The above-mentioned object is to add X to a sample.
If the diameter of the fine holes to be observed in the sample or the length of one side is 2a and the depth is d, tan
When the angle determined by (a / d) is θ, the fluorescent X-rays generated by the X-ray irradiation can be observed in a region defined within a range of θ from the central axis of the micropores. This is achieved by providing a spectroscopic unit, a fluorescent X-ray magnifying and imaging unit, and a two-dimensional detecting unit for magnifying the X-ray image of the sample surface. Alternatively, the fluorescent X-ray magnifying and imaging means, the fluorescent X-ray spectroscopic means, and the sample surface are arranged so that the fluorescent X-rays can be observed in a region defined within a range of θ from the central axis of the micropore. The two-dimensional detection means for magnifying X-ray image is provided, and it is achieved in the preceding stage of the two-dimensional detection means, depending on whether the installation positions of the magnifying image forming means and the spectroscopic means are before or after. The region defined within the range of θ from the central axis of the above is a region defined within the range of 26 degrees from the central axis, or the X-ray irradiation means collects the X-rays. It is achieved by means of irradiating with light or means of irradiating from the direction through which the bottom surface of the fine hole is seen.

【0007】さらにまた、上記拡大結像手段が、反射鏡
またはゾーンプレートを含む光学系で構成され、あるい
は上記分光手段が多層膜反射鏡または回折格子またはゾ
ーンプレートを含むことにより達成される。
Furthermore, the magnifying and imaging means is constituted by an optical system including a reflecting mirror or a zone plate, or the spectroscopic means includes a multilayer film reflecting mirror or a diffraction grating or a zone plate.

【0008】あるいは、上記試料表面の拡大X線が、付
加手段により微細孔の残膜状態を自動判定することによ
り、また、上記付加手段が制御装置に接続された記憶装
置であることにより、それぞれ達成することができる。
Alternatively, the magnified X-ray on the surface of the sample is automatically determined by the addition means for the residual film state of the micropores, and the addition means is a storage device connected to the control device. Can be achieved.

【0009】[0009]

【作用】物質にX線を照射すると蛍光X線が発生する。
蛍光X線のエネルギー(波長)は元素に固有であるた
め、上記蛍光X線のエネルギー分析を行うことにより、
元素の同定、したがって物質の同定を行うことができ、
また、蛍光X線の発生強度から物質の量を把握すること
もできる。
When the substance is irradiated with X-rays, fluorescent X-rays are generated.
Since the energy (wavelength) of fluorescent X-rays is unique to the element, by performing the energy analysis of the fluorescent X-rays,
It is possible to identify elements, and thus substances
Further, the amount of the substance can be grasped from the intensity of the fluorescent X-rays generated.

【0010】微細孔底面の残膜からの蛍光X線を観測す
るためには、蛍光X線の観測方法が重要である。半導体
素子製造プロセスにおける主要残留物は、ホトレジスト
やSi酸化膜である。これらを同定するためには、C,
O,Si等の軽元素を検出しなければならない。X線照
射により発生したCKα線やOKα線はそのエネルギー
が小さいため(<1keV)、蛍光X線の発生位置と分
光手段や拡大結像手段等の観測手段との間に障害物があ
る場合は、障害物内部を透過できず、蛍光X線の観測は
不可能である。
In order to observe fluorescent X-rays from the residual film on the bottom surface of the micropores, the fluorescent X-ray observation method is important. The main residues in the semiconductor device manufacturing process are photoresist and Si oxide film. To identify these, C,
Light elements such as O and Si must be detected. Since the energy of CKα rays and OKα rays generated by X-ray irradiation is small (<1 keV), if there is an obstacle between the generation position of the fluorescent X-rays and the observation means such as the spectroscopic means or the magnifying image forming means. However, it cannot pass through the inside of the obstacle, and fluorescent X-rays cannot be observed.

【0011】X線照射と蛍光X線の観測方向を説明する
図2において、微細孔22中の残膜23にX線21が照
射され、蛍光X線24,24′が発生する様子を示す。
低エネルギー(<1keV)X線を励起光に用いる場合
は、前記したようにX線が物質を透過しないため、微細
孔22の真上方向から(すなわち微細孔底面を見通せる
方向から)X線を照射しなければならない。しかし、よ
り大きなエネルギーをもつX線を照射する場合は、X線
の透過能力が大きいため、図2に示すように物質内部を
透過して残膜23を照射することができる。残膜23に
照射されるX線21は数100μmφ程度に集光されて
いてもよいし、あるいは図2に示すように集光されてい
なくてもよい。集光X線を用いる場合には、単位面積あ
たりの照射X線強度が増大するため、蛍光X線24や2
4′の観測をS/Nよく行うことができる。照射X線の
集光サイズに関しては、観測視野の大きさと観測のS/
Nを考慮して変更が可能である。
In FIG. 2 for explaining the X-ray irradiation and the observation direction of the fluorescent X-rays, it is shown that the residual film 23 in the fine holes 22 is irradiated with the X-rays 21 and the fluorescent X-rays 24 and 24 'are generated.
When low-energy (<1 keV) X-rays are used as excitation light, X-rays do not pass through the substance as described above, so X-rays are emitted from directly above the fine holes 22 (that is, from the direction in which the bottom surface of the fine holes can be seen). I have to irradiate. However, in the case of irradiating X-rays having a larger energy, since the X-ray transmitting ability is large, it is possible to irradiate the residual film 23 through the inside of the substance as shown in FIG. The X-ray 21 with which the residual film 23 is irradiated may be condensed to about several hundred μmφ, or may not be condensed as shown in FIG. When the focused X-rays are used, the irradiation X-ray intensity per unit area increases, so that the fluorescent X-rays 24 and 2 are used.
4'observation can be performed with good S / N. Regarding the size of condensed X-rays, the size of the field of view and the S /
It can be changed in consideration of N.

【0012】前記したように、主に軽元素から構成され
る残膜からの蛍光X線24を観測するためには、その発
生位置と観測手段との間に障害物がない方向から観測を
行われなければならない。すなわち、図2においてAで
示した領域から蛍光X線24を観測することが必要であ
る。ここで、角αは観測すべき微細孔の中心軸からの角
度と定義され、微細孔22の直径2aと深さdとを用い
て、tanα=(a/d)により決定される。微細孔の代
表例としてDRAMのコンタクトホールを例にとり、こ
の角αの推移を微細孔のアスペクト比(2a/d)とと
もに図3に示した。今後の半導体素子の主流である1M
b以降のDRAMに関しては、26度以内の領域で蛍光
X線24を観測することが必要である。本発明で採用し
ている蛍光X線の観測手段、すなわち分光手段および拡
大結像手段に関しては、これら手段に含まれるX線分光
素子もしくはX線光学素子の一部または全部が、上記角
αで定義される領域内(すなわち図2の領域A内)に設
置されるように留意している。ここで分光手段として
は、例えば回折格子やX線多層膜またはゾーンプレート
等が考えられる。また、拡大結像手段としては、反射や
回折・干渉を利用したX線光学素子、例えば非球面反射
鏡、ウオルター型反射鏡等に代表される複数の反射鏡を
組み合わせた光学素子、あるいはゾーンプレートやキャ
ピラリーチューブ等が考えられる。
As described above, in order to observe the fluorescent X-rays 24 from the residual film mainly composed of light elements, the observation is performed from the direction where there is no obstacle between the generation position and the observation means. Must be broken. That is, it is necessary to observe the fluorescent X-ray 24 from the area indicated by A in FIG. Here, the angle α is defined as the angle from the central axis of the fine hole to be observed, and is determined by tan α = (a / d) using the diameter 2a and the depth d of the fine hole 22. Taking a contact hole of a DRAM as a typical example of the fine holes, the transition of the angle α is shown in FIG. 3 together with the aspect ratio (2a / d) of the fine holes. 1M which will be the mainstream of future semiconductor devices
For the DRAMs after b, it is necessary to observe the fluorescent X-rays 24 in the region within 26 degrees. Regarding the fluorescent X-ray observing means adopted in the present invention, that is, the spectroscopic means and the magnifying image forming means, some or all of the X-ray spectroscopic elements or the X-ray optical elements included in these means have the above-mentioned angle α. Care is taken to place it within the defined area (ie, within area A of FIG. 2). Here, the spectroscopic means may be, for example, a diffraction grating, an X-ray multilayer film, a zone plate, or the like. Further, as the magnifying image forming means, an X-ray optical element utilizing reflection, diffraction and interference, for example, an optical element combining a plurality of reflecting mirrors represented by an aspherical reflecting mirror, a Walter type reflecting mirror, or a zone plate. A capillary tube or the like is considered.

【0013】本発明では、例えばウエハ等の試料にX線
を照射して発生した蛍光X線から、分光手段により特定
のエネルギーを有する蛍光X線を選択して、拡大結像手
段により選択された蛍光X線による試料表面の拡大X線
像を検出手段上に結像する。検出手段としては2次元的
な検出能力をもつ位置分解型検出器を用いている。具体
的には、2次元検出可能なマイクロチャネルプレート
(MCP)や、電荷結合電子(CCD)、あるいは螢光
板とテレビジョンカメラとの組合せ等でよい。上記MC
PやCCDでは、X線受光面上に結像した像を電気的に
容易かつ迅速に読み出すことができる。また、蛍光板と
テレビジョンカメラとの組合せでは、蛍光板上の像をテ
レビジョンカメラで写すことができる。拡大結像手段の
拡大率としては、観察対象である微細孔の大きさが概略
1μm以下、および検出手段の空間分解能が10μm程
度であることを考慮すると、10倍以上が必要である。
すなわち、検出手段上での拡大された微細孔の大きさ
が、検出手段の空間分解能値に比べて大きくなるように
配慮することが必要である。観察可能な視野の大きさ
は、用いる拡大結像手段の有効視野や検出手段のX線受
光面の大きさにより決定される。例えば、直径20mm
φのMCPを用いて、間隔2μmで並ぶ1μmφの微細
孔を20倍の倍率で観測したとすると、500×500
=250000個微細孔を一度に観察できる。より大き
な間隔で微細孔が並んでいるとしても、あるいは拡大結
像手段の有効視野がより小さいとしても、1000〜1
0000個程度の微細孔の観察が可能であるだろうと容
易に推測することができる。
In the present invention, the fluorescent X-rays having a specific energy are selected by the spectroscopic means from the fluorescent X-rays generated by irradiating the sample such as the wafer with the X-rays and selected by the magnifying image forming means. An enlarged X-ray image of the sample surface with fluorescent X-rays is formed on the detection means. A position-resolved detector having a two-dimensional detection capability is used as the detection means. Specifically, a two-dimensionally detectable microchannel plate (MCP), charge-coupled electrons (CCD), or a combination of a fluorescent plate and a television camera may be used. MC above
In P and CCD, the image formed on the X-ray receiving surface can be electrically and easily read out. Further, in the combination of the fluorescent screen and the television camera, the image on the fluorescent screen can be captured by the television camera. Considering that the size of the fine holes to be observed is approximately 1 μm or less and the spatial resolution of the detection means is approximately 10 μm, the magnification of the magnifying and imaging means must be 10 times or more.
That is, it is necessary to consider that the size of the enlarged micropores on the detection means becomes larger than the spatial resolution value of the detection means. The size of the observable field of view is determined by the effective field of view of the magnifying and imaging means used and the size of the X-ray receiving surface of the detecting means. For example, diameter 20mm
Assuming that 1 μmφ micropores arranged at intervals of 2 μm are observed at a magnification of 20 times using a φ MCP, it is 500 × 500.
= 250,000 micropores can be observed at one time. Even if the fine holes are arranged at larger intervals, or even if the effective field of view of the magnifying image forming means is smaller, 1000 to 1
It can be easily inferred that it is possible to observe about 0000 fine holes.

【0014】上記のように本発明では、試料にX線を照
射して発生する蛍光X線を、分光して拡大結像すること
により、試料表面上の多数の微細孔の残膜状態を、容易
かつ迅速に判定することができる。
As described above, according to the present invention, the fluorescent X-rays generated by irradiating the sample with X-rays are spectrally dispersed and imaged to form a residual film state of a large number of fine holes on the surface of the sample. It can be determined easily and quickly.

【0015】[0015]

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図1は本発明によるX線像観察装置の第1実施例を
示す装置構成図、図2は残膜のX線照射と発生した蛍光
X線の観測方向を示す図、図4は上記実施例による微細
孔の観測例を示す図、図5は上記実施例による微細孔の
他の観測例を示す図、図6は本発明による第2実施例を
示す装置構成図、図7は本発明の第3実施例を示す装置
構成図、図8は本発明の第4実施例を示す装置構成図、
図9は本発明の第5実施例を示す装置構成図である。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 is an apparatus configuration diagram showing a first embodiment of an X-ray image observation apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a view showing X-ray irradiation of a residual film and an observation direction of generated fluorescent X-rays, and FIG. 4 is the above-mentioned embodiment. 5 is a diagram showing an example of observing micropores according to the present invention, FIG. 5 is a diagram showing another example of observing micropores according to the above-mentioned embodiment, FIG. 6 is an apparatus configuration diagram showing a second embodiment according to the present invention, and FIG. FIG. 8 is a device configuration diagram showing a third embodiment, FIG. 8 is a device configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention,
FIG. 9 is a device configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【0016】第1実施例 本発明の第1実施例を示す図1においては、X線21が
微細孔を有する試料1を照射している。このX線照射に
より試料1から発生した蛍光X線50(図2における蛍
光X線24および24′に相当)は光学素子2により集
光され、ピンホール板3に設けたピンホール部分に試料
1表面のX線像を結像する。このX線像を光学素子4で
拡大して検出器5のX線受光面上に再び結像させてい
る。ここで、上記光学素子2に関しては前記に詳記した
ように、光学素子2の一部または全部が図2に示した領
域A内に入るように設置されている(以下の各実施例に
おいても蛍光X線50が最初に入射する光学素子や分光
素子に関しては、この条件が満たされるように設置され
ているものとする)。また、検出器5はMCPやCC
D、あるいは蛍光板とテレビジョンカメラとの組合せ等
でよい。本実施例では、光学素子2による結像と同時
に、光学素子2とピンホール板3とを用いて蛍光X線5
0の分光も行っている。このような光学素子として、例
えばゾーンプレートを用いることができる。ゾーンプレ
ートはX線のエネルギー(波長)により焦点位置が異な
る光学素子である。したがって、ピンホール板3の位置
を光軸の方向に沿って移動させることにより、光学素子
4に入射するX線のエネルギーを選択すること、すなわ
ち蛍光X線50の分光ができる。分光性能を向上させる
ために、ピンホール板3に加え、ピンホール等を設けた
板を必要に応じて追加できるものとする。ピンホール板
3の移動には、上記ピンホール板3に接続された移動機
構8を使用する。
First Embodiment In FIG. 1 showing a first embodiment of the present invention, an X-ray 21 irradiates a sample 1 having fine holes. The fluorescent X-rays 50 (corresponding to the fluorescent X-rays 24 and 24 'in FIG. 2) generated from the sample 1 by this X-ray irradiation are condensed by the optical element 2, and the sample 1 is placed on the pinhole portion provided on the pinhole plate 3. An X-ray image of the surface is formed. This X-ray image is magnified by the optical element 4 and imaged again on the X-ray receiving surface of the detector 5. Here, as described in detail above, the optical element 2 is installed so that a part or the whole of the optical element 2 is located within the area A shown in FIG. 2 (also in each of the following embodiments. It is assumed that the optical element and the spectroscopic element on which the fluorescent X-ray 50 first enters are installed so that this condition is satisfied). Further, the detector 5 is MCP or CC.
D, or a combination of a fluorescent screen and a television camera may be used. In the present embodiment, at the same time as the image formation by the optical element 2, the fluorescent X-ray 5 is formed using the optical element 2 and the pinhole plate 3.
The zero spectrum is also performed. As such an optical element, for example, a zone plate can be used. The zone plate is an optical element whose focal position differs depending on the energy (wavelength) of X-rays. Therefore, by moving the position of the pinhole plate 3 along the optical axis direction, the energy of the X-rays incident on the optical element 4 can be selected, that is, the fluorescent X-rays 50 can be separated. In order to improve the spectral performance, in addition to the pinhole plate 3, a plate provided with a pinhole or the like can be added if necessary. To move the pinhole plate 3, the moving mechanism 8 connected to the pinhole plate 3 is used.

【0017】本実施例では光学素子4にもゾーンプレー
トを用いている。光学素子2とピンホール板3とにより
蛍光X線50が分光されるため、光学素子4や検出器5
の位置も光学素子4に入射する蛍光X線のエネルギーに
応じて、調整することが必要である。この位置調整には
移動機構7および6を使用する。
In this embodiment, a zone plate is also used for the optical element 4. Since the fluorescent X-rays 50 are separated by the optical element 2 and the pinhole plate 3, the optical element 4 and the detector 5 are separated.
The position of must also be adjusted according to the energy of the fluorescent X-rays incident on the optical element 4. The moving mechanisms 7 and 6 are used for this position adjustment.

【0018】分光や結像を精度よく行うためには、他の
光学素子や検出器の位置調整が必要である。本実施例で
は上記位置調整を移動機構6〜9を用いて行っている。
これら移動機構6〜9はコントローラ10で制御されて
おり、必要なパラメータを制御装置12に入力すること
により位置調整が可能である。また、制御装置12にX
線のエネルギー値や波長、あるいは元素種等を入力する
ことにより、あらかじめ設定された最適位置に、光学素
子2および4、ピンホール板3、検出器5が設置される
ように、コントローラ10を介して移動機構6〜9を自
動制御することができる。上記装置構成によって試料1
で発生した蛍光X線50を分光し、分光された蛍光X線
を用いて、検出器5のX線受光面上に試料1表面の拡大
されたX線像を結像できる。このX線像はコントローラ
11を介して制御装置12により読み取られ、表示装置
13のディスプレー上に表示される。
In order to carry out accurate spectroscopy and image formation, it is necessary to adjust the positions of other optical elements and detectors. In this embodiment, the position adjustment is performed using the moving mechanisms 6-9.
The moving mechanisms 6 to 9 are controlled by the controller 10, and the position can be adjusted by inputting necessary parameters to the control device 12. In addition, X
By inputting the energy value or wavelength of the line, or the element species, etc., the optical elements 2 and 4, the pinhole plate 3, and the detector 5 are installed via the controller 10 at optimum preset positions. The moving mechanisms 6 to 9 can be automatically controlled. Sample 1 with the above device configuration
The fluorescent X-rays 50 generated in the above step are dispersed, and an enlarged X-ray image of the surface of the sample 1 can be formed on the X-ray receiving surface of the detector 5 using the dispersed fluorescent X-rays. This X-ray image is read by the control device 12 via the controller 11 and displayed on the display of the display device 13.

【0019】つぎに、本実施例における残膜検出の具体
例を説明する。Si基板上のSi酸化膜に微細孔を形成し
た。これを試料1に用いて光学素子2とピンホール板3
とにより分光されたOKα線で、試料1表面の拡大X線
像を検出器5のX線受光面上に形成した。図4は表示装
置13のディスプレー上に表示された試料1の表面のX
線像である。(a)は完全開口状態の試料表面を示し、
(b)は非開口状態の微細孔を含む試料表面を示すX線
像である。図から明らかなように、(a)では微細孔底
面に酸化膜が残留せずOKα線が放出されないため、微
細孔は全部暗くなっている。これに対し(b)では、非
開口の微細孔14に対しては薄い残膜(酸化膜)からO
Kα線が発生しているため、微細孔のX線像は(a)に
示す程暗く写っていない。また場合によっては、(b)
図A点のように、残膜が厚く完全な空白として観察され
ている部分もある。
Next, a specific example of the residual film detection in this embodiment will be described. Fine holes were formed in the Si oxide film on the Si substrate. Using this as the sample 1, the optical element 2 and the pinhole plate 3
An enlarged X-ray image of the surface of the sample 1 was formed on the X-ray receiving surface of the detector 5 with the OKα rays dispersed by FIG. 4 shows the X of the surface of the sample 1 displayed on the display of the display device 13.
It is a line image. (A) shows the sample surface in a completely open state,
(B) is an X-ray image showing a sample surface including fine pores in a non-open state. As is clear from the figure, in (a), since no oxide film remains on the bottom surface of the micropores and OKα rays are not emitted, the micropores are all dark. On the other hand, in (b), from the thin residual film (oxide film) to O
Since the Kα rays are generated, the X-ray image of the fine holes is not as dark as shown in (a). In some cases (b)
In some areas, like the point A in the figure, the residual film is thick and is observed as a complete blank.

【0020】図5に示した他のX線像は酸化膜上にホト
レジストが塗布されている試料に対し、レジスト現像後
に得られたX線像である。(a)ではCKα線だけを分
光してX線像を形成したが、(a)から明らかなよう
に、微細孔15は暗いため残膜はないが微細孔16はや
や明るく薄い残膜があることが判る。下地酸化膜に含ま
れる酸素原子からのOKα線を分光して形成した(b)
に示すX線像では上記明暗関係が逆転しており、上記結
論を裏付けることができる。
Another X-ray image shown in FIG. 5 is an X-ray image obtained after resist development for a sample in which a photoresist is coated on the oxide film. In (a), only CKα rays were dispersed to form an X-ray image. As is clear from (a), since the fine holes 15 are dark, there is no residual film, but the fine holes 16 are slightly bright and have a thin residual film. I understand. Formed by spectrally analyzing OKα rays from oxygen atoms contained in the underlying oxide film (b)
In the X-ray image shown in (1), the light-dark relationship is reversed, and the above conclusion can be supported.

【0021】本実施例によれば、試料にX線を照射して
発生した蛍光X線を分光し、試料表面の拡大X線像を形
成できる。この結果、図4および図5に示したように、
上記X線像から多数の微細孔の残膜状態を容易かつ迅速
に判定することができる。さらに、X線を用いた観察技
術であるため、観察後のウエハを製造プロセスに戻すこ
とも可能である。
According to this embodiment, the fluorescent X-rays generated by irradiating the sample with X-rays can be dispersed to form an enlarged X-ray image of the sample surface. As a result, as shown in FIGS. 4 and 5,
It is possible to easily and quickly determine the residual film state of a large number of fine holes from the X-ray image. Furthermore, since the observation technique uses X-rays, the wafer after observation can be returned to the manufacturing process.

【0022】第2実施例 上記第1実施例ではX線21が試料1に対して斜めから
照射していた。しかし上記したように、X線21のエネ
ルギーによっては(<1KeV)、X線21が物質に吸
収されて物質中を透過できない場合がある。本実施例は
このような場合に有効な実施例の一例であり、その観察
装置の概略構成を図6に示す。図6においてはX線21
が分光素子18および光学素子17を通過して、試料1
に設けた微細孔の真上方向から照射している。この光線
照射により発生した蛍光X線50は、光学素子17およ
び分光素子18の反射により検出器5のX線受光面上に
拡大結像されている。上記光学素子17は反射型の光学
素子であり、例えば楕円面鏡等の各種の非球面鏡あるい
はウオルター型反射鏡に代表される複数の反射鏡を用い
た反射光学系等である。光学素子17にはX線21の通
過に必要な空間が設けられている。光学素子17と検出
器5との間の光路中には分光素子18が配置されてお
り、反射、屈折を利用した蛍光X線50の分光が可能で
ある。このような分光素子としては、例えば多層膜反射
鏡や回折格子が考えられる。上記分光素子18に関して
もX線21の通過に必要な空間が確保されている。この
空間の確保のために、図6では同一の回転機構に二つの
分光素子18が平行に並べて取り付けられている。この
ように本実施例における蛍光X線の結像系は、分光素子
18による反射、回折を考慮した結像系になっている。
Second Example In the first example, the X-ray 21 was obliquely applied to the sample 1. However, as described above, depending on the energy of the X-ray 21 (<1 KeV), the X-ray 21 may be absorbed by the substance and may not be able to pass through the substance. This embodiment is an example of an embodiment that is effective in such a case, and the schematic configuration of the observation apparatus is shown in FIG. In FIG. 6, X-ray 21
Passes through the spectroscopic element 18 and the optical element 17, and the sample 1
Irradiation is performed from directly above the fine holes provided in the. The fluorescent X-rays 50 generated by this light irradiation are magnified and imaged on the X-ray receiving surface of the detector 5 by the reflection of the optical element 17 and the spectroscopic element 18. The optical element 17 is a reflection type optical element, and is, for example, various aspherical mirrors such as an ellipsoidal mirror or a reflection optical system using a plurality of reflection mirrors represented by a Walter type reflection mirror. The optical element 17 is provided with a space necessary for passing the X-ray 21. A spectroscopic element 18 is arranged in the optical path between the optical element 17 and the detector 5, and it is possible to disperse the fluorescent X-ray 50 using reflection and refraction. As such a spectroscopic element, for example, a multilayer film reflecting mirror or a diffraction grating can be considered. A space necessary for the passage of X-rays 21 is secured for the spectroscopic element 18 as well. In order to secure this space, in FIG. 6, two spectroscopic elements 18 are mounted side by side in parallel on the same rotating mechanism. As described above, the fluorescent X-ray imaging system in this embodiment is an imaging system that takes into consideration reflection and diffraction by the spectroscopic element 18.

【0023】本実施例では分光素子18を紙面に垂直な
軸の回りに回転して、蛍光X線50の分光を行うが、分
光素子18の回転により蛍光X線の結像位置も回転する
ため、分光素子18の回転に同期して検出器5も回転す
る。この回転は移動台19がガイド20に沿って移動す
ることにより行われる。図6では本実施例の本質的な部
分を明示するため、分光素子18の回転手段や移動手
段、あるいは移動台19の制御手段等は省略して記して
いない。
In this embodiment, the spectroscopic element 18 is rotated around an axis perpendicular to the plane of the drawing to disperse the fluorescent X-rays 50. However, the rotation of the spectroscopic element 18 also rotates the image forming position of the fluorescent X-rays. The detector 5 also rotates in synchronization with the rotation of the spectroscopic element 18. This rotation is performed by moving the movable table 19 along the guide 20. In FIG. 6, in order to clearly show the essential parts of the present embodiment, the rotating means and moving means of the spectroscopic element 18, the control means of the moving base 19 and the like are omitted.

【0024】しかし、これらの各手段が本実施例の装置
構成に含まれることはいうまでもない。
However, it goes without saying that each of these means is included in the apparatus configuration of this embodiment.

【0025】本実施例によれば、X線21を微細孔の真
上方向から入射させることができるため、小さいエネル
ギーのX線を用いても蛍光X線を発生させることがで
き、その結果、軽元素からの蛍光X線をS/Nよく検出
することが可能で、ホトレジスト等が残留する微細孔の
観察をより高い精度で行うことができる。
According to this embodiment, since the X-ray 21 can be made incident from directly above the fine holes, fluorescent X-rays can be generated even by using X-rays of small energy. As a result, It is possible to detect the fluorescent X-rays from the light element with good S / N, and it is possible to observe the fine pores in which the photoresist or the like remains with higher accuracy.

【0026】第3実施例 上記各実施例は、蛍光X線を集光(結像)するための光
学素子と検出器との間の光路中に、分光素子が設置され
ていた。しかしこの順序を入れ替えて、最初に分光素子
を設置して蛍光X線を分光し、その後光学素子を用いて
結像系を構成することも可能である。このような場合の
一実施例を、第3実施例として図7に示す。図7ではX
線21の照射により発生した蛍光X線50を、最初に分
光素子30で分光したのち、光学素子31を用いて検出
器5のX線受光面上に入射させ、分光された蛍光X線に
より試料1表面の拡大X線像を結像させている。分光素
子30は第2実施例で用いたのと同様の多層膜反射鏡や
回折格子等である。また、光学素子31としては反射型
の光学素子に加えて、ゾーンプレートのような回折・干
渉型の光学素子を用いることも可能である。回折・干渉
型の光学素子を光学素子31に用いる場合には、蛍光X
線のエネルギーにより結像特性が異なるため、光学素子
31を光軸に沿って移動させ結像状態を調整することが
必要である。このための位置調整機構は図示されていな
いが本実施例に含まれる。本実施例においても蛍光X線
50を分光する必要から分光素子30が回転する。この
ことは、蛍光X線50の分光後のエネルギーにより蛍光
X線の出射方向が異なることを意味する。この出射方向
の変化に追隨するため、光学素子31と検出器5は同一
の移動台32上に設置され、分光素子30の回転に同期
して、移動台32がガイド20に沿って動く構成になっ
ている。その他の部分に関しては、第1実施例あるいは
第2実施例と同じである。本実施例においても上記第1
実施例と同等の効果を得ることができる。
Third Embodiment In each of the above-mentioned embodiments, the spectroscopic element is installed in the optical path between the optical element for collecting (imaging) fluorescent X-rays and the detector. However, it is also possible to reverse this order, dispose the spectroscopic element first to disperse the fluorescent X-rays, and then form the imaging system using the optical element. An example of such a case is shown in FIG. 7 as a third example. In Figure 7, X
The fluorescent X-rays 50 generated by the irradiation of the rays 21 are first dispersed by the spectroscopic element 30 and then incident on the X-ray receiving surface of the detector 5 using the optical element 31, and the sample is separated by the spectral X-rays. An enlarged X-ray image of one surface is formed. The spectroscopic element 30 is the same multi-layered film reflection mirror or diffraction grating as that used in the second embodiment. Further, as the optical element 31, in addition to the reflection type optical element, it is also possible to use a diffraction / interference type optical element such as a zone plate. When a diffraction / interference type optical element is used as the optical element 31, fluorescence X
Since the image forming characteristics differ depending on the energy of the line, it is necessary to move the optical element 31 along the optical axis to adjust the image forming state. Although a position adjusting mechanism for this purpose is not shown, it is included in this embodiment. Also in this embodiment, the spectroscopic element 30 rotates because it is necessary to disperse the fluorescent X-rays 50. This means that the emission direction of the fluorescent X-rays differs depending on the energy of the fluorescent X-rays 50 after being dispersed. In order to follow this change in the emission direction, the optical element 31 and the detector 5 are installed on the same movable table 32, and the movable table 32 moves along the guide 20 in synchronization with the rotation of the spectroscopic element 30. Has become. Other parts are the same as in the first or second embodiment. Also in this embodiment, the first
The same effect as that of the embodiment can be obtained.

【0027】第4実施例 上記各実施例ではX線21は集光されていなかったが、
前記したようにX線21を集光して試料に照射すると、
微細孔をS/Nよく観察でき、このような第4実施例の
1例を図8に示す。図8ではX線源37からのX線21
を反射鏡35で反射させたのち、光学素子36で集光し
て試料1に照射している。ここで、反射鏡35として
は、全反射鏡や多層膜反射鏡を用いることができる。ま
た、光学素子36としては、反射型の光学素子や回折・
干渉型の光学素子、あるいはキャビラリーチューブ等が
使用できる。集光X線の照射によって発生した蛍光X線
50は光学素子31で集められたのち、分光素子30に
入射して分光され、検出器5のX線受光面上に試料1表
面の分光された拡大X線像が形成される。本実施例では
分光素子30として透過型の回折格子を使用している。
しかし、第2実施例で記したような反射型あるいは回折
・干渉型の分光素子を用いて結像させることももちろん
可能である。光学素子36や反射鏡35には、その位置
を微調整して試料1の表面上におけるX線21の集光状
態を調整する必要があるため、移動機構32および33
を設置している。さらに、他の光学素子31や分光素子
30、検出器5についても位置調整の必要があるため、
移動機構9,34,6等が設置され、これら各移動の制
御は、第1実施例と同じくコントローラ10を介して制
御装置12で行うことができる。その他の部分に関して
は第1実施例と同じである。
Fourth Embodiment Although the X-ray 21 was not collected in the above-mentioned respective embodiments,
As described above, when the X-ray 21 is focused and irradiated on the sample,
S / N of the fine holes can be observed well, and an example of such a fourth embodiment is shown in FIG. In FIG. 8, the X-ray 21 from the X-ray source 37
After being reflected by the reflecting mirror 35, it is condensed by the optical element 36 and irradiated on the sample 1. Here, as the reflecting mirror 35, a total reflecting mirror or a multilayer film reflecting mirror can be used. As the optical element 36, a reflection type optical element or a diffractive optical element is used.
An interference type optical element, a cavity tube or the like can be used. The fluorescent X-rays 50 generated by the irradiation of the condensed X-rays are collected by the optical element 31, then are incident on the spectroscopic element 30 and are dispersed, and the surface of the sample 1 is dispersed on the X-ray receiving surface of the detector 5. An enlarged X-ray image is formed. In this embodiment, a transmissive diffraction grating is used as the spectroscopic element 30.
However, it is of course possible to form an image by using the reflection type or diffraction / interference type spectroscopic element as described in the second embodiment. Since it is necessary to finely adjust the positions of the optical element 36 and the reflecting mirror 35 to adjust the condensed state of the X-ray 21 on the surface of the sample 1, the moving mechanisms 32 and 33 are provided.
Is installed. Further, since it is necessary to adjust the positions of the other optical elements 31, the spectroscopic elements 30, and the detector 5,
The moving mechanisms 9, 34, 6 and the like are installed, and the control of each of these movements can be performed by the controller 12 via the controller 10 as in the first embodiment. Other parts are the same as those in the first embodiment.

【0028】本実施例によれば、X線21を集光して試
料1に照射することができるため、微細孔の観察を短時
間でS/Nよく行うことができる。
According to the present embodiment, the X-rays 21 can be focused and applied to the sample 1, so that the observation of the micropores can be performed with good S / N in a short time.

【0029】第5実施例 図9に示した本発明の第5実施例も、X線21を集光し
て試料1に照射する一例であるが、本実施例ではX線2
1は光学素子44で集光され、斜め方向から試料1を照
射している。X線21の照射により発生した蛍光X線5
0は、第1実施例と同じく光学素子2とピンホール板3
とを用いて分光され、ピンホール板3に設けられたピン
ホール上に試料1表面のX線像が結像する。このX線像
を光学素子4および39を用いて2段階に拡大して、検
出器5のX線受光面上に試料1表面の拡大X線像を結像
する。それぞれの光学素子やピンホール板等に位置調整
用の移動機構が設置されている状況は、他の実施例と同
じである。本実施例では制御装置12に記憶装置43が
接続されている。この結果、例えば表示装置13のディ
スプレー上に移し出された試料1表面のX線像と、記憶
装置43にあらかじめ入力、記憶されている試料1表面
の設計パタンとを自動的に比較して、不良個所を瞬時に
把握することが可能である。
Fifth Embodiment The fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 9 is also an example in which the X-ray 21 is focused and irradiated on the sample 1. In this embodiment, the X-ray 2 is used.
1 is condensed by the optical element 44, and the sample 1 is irradiated from an oblique direction. Fluorescent X-ray 5 generated by irradiation of X-ray 21
0 is the optical element 2 and the pinhole plate 3 as in the first embodiment.
And are used to form an X-ray image of the surface of the sample 1 on the pinhole provided in the pinhole plate 3. This X-ray image is magnified in two steps using the optical elements 4 and 39, and an enlarged X-ray image of the surface of the sample 1 is formed on the X-ray receiving surface of the detector 5. The situation in which a moving mechanism for position adjustment is installed on each optical element or pinhole plate is the same as in the other embodiments. In this embodiment, the storage device 43 is connected to the control device 12. As a result, for example, the X-ray image of the surface of the sample 1 transferred onto the display of the display device 13 is automatically compared with the design pattern of the surface of the sample 1 which is input and stored in the storage device 43 in advance. It is possible to instantly grasp the defective part.

【0030】本実施例によれば、X線21が集光されて
試料1に照射されることに加え、光学素子39を用いて
試料1表面の蛍光X線像をさらに拡大しているため、微
細孔の残膜状態をより細部までS/Nよく観察できる。
According to this embodiment, since the X-ray 21 is focused and irradiated on the sample 1, the fluorescent X-ray image on the surface of the sample 1 is further enlarged by using the optical element 39. The state of the residual film of the fine pores can be observed in more detail with good S / N.

【0031】上記のようにいくつかの実施例に基づいて
本発明の詳細を説明したが、これらの組合せも本発明に
含まれることはいうまでもない。
Although the present invention has been described in detail based on some embodiments as described above, it goes without saying that combinations of these are also included in the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】上記のように本発明によるX線像観察装
置は、試料へのX線照射手段を有し、上記試料の観察す
べき微細孔の直径または一辺の長さを2aとし深さをd
としたとき、tan(a/d)で定まる角度をθとする
と、上記X線照射により発生する蛍光X線を、上記微細
孔の中心軸からθの範囲内に定義される領域内で観測で
きるように、蛍光X線の分光手段と蛍光X線の拡大結像
手段と、試料表面の拡大X線像の2次元検出手段とを備
えたことにより、X線照射により試料から発生する蛍光
X線を分光し、試料表面の拡大X線像が形成でき、その
結果、多数の微細孔の残膜の有無を迅速かつ容易に判定
できるため、製造プロセスへのフィードバックを速やか
に行うことができる。
As described above, the X-ray image observation apparatus according to the present invention has X-ray irradiating means for irradiating the sample, and the diameter or the length of one side of the fine holes to be observed in the sample is 2a and the depth thereof. D
Then, when the angle determined by tan (a / d) is θ, the fluorescent X-rays generated by the X-ray irradiation can be observed in the region defined within θ from the central axis of the micropore. As described above, by providing the fluorescent X-ray spectroscopic means, the fluorescent X-ray magnifying and imaging means, and the two-dimensional detecting means for the magnified X-ray image of the sample surface, the fluorescent X-rays generated from the sample by the X-ray irradiation. Can be dispersed to form an enlarged X-ray image of the sample surface, and as a result, the presence or absence of residual films of a large number of micropores can be quickly and easily determined, so that feedback to the manufacturing process can be performed quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるX線像観察装置の第1実施例を示
す装置構成図である。
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing a first embodiment of an X-ray image observation apparatus according to the present invention.

【図2】残膜へのX線照射と発生する蛍光X線の観測方
向を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing X-ray irradiation of a residual film and an observation direction of generated fluorescent X-rays.

【図3】DRAMの角αとアスペクト比を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a corner α and an aspect ratio of a DRAM.

【図4】上記実施例による微細孔の観測例を示す図で、
(a)は完全開口状態の試料表面を示し、(b)は非開
口状態の微細孔を含む試料表面を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an observation example of micropores according to the above-mentioned embodiment,
(A) is a figure which shows the sample surface of a fully open state, (b) is a figure which shows the sample surface containing the fine hole of a non-open state.

【図5】上記実施例による微細孔の他の観測例を示す図
で、(a)はCKα線だけを分光して形成したX線像を
示し、(b)はOKα線を分光して形成したX線像を示
す図である。
5A and 5B are views showing another observation example of the micropores according to the above-mentioned embodiment, FIG. 5A shows an X-ray image formed by spectrally separating only CKα rays, and FIG. 5B is formed by spectrally separating OKα rays. It is a figure which shows the X-ray image which carried out.

【図6】本発明における第2実施例を示す装置構成図で
ある。
FIG. 6 is a device configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例を示す装置構成図である。FIG. 7 is a device configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施例を示す装置構成図である。FIG. 8 is a device configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第5実施例を示す装置構成図である。FIG. 9 is a device configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料 2,4,17,31,36…光学素子 3…ピンホール板 5…検出手段(検出器) 18,30…分光素子 21…照射X線 24,24′,50…蛍光X線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample 2, 4, 17, 31, 36 ... Optical element 3 ... Pinhole plate 5 ... Detection means (detector) 18, 30 ... Spectroscopic element 21 ... Irradiation X-ray 24, 24 ', 50 ... Fluorescent X-ray

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】試料へのX線照射手段を有し、上記試料の
観察すべき微細孔の直径または一辺の長さを2aとし深
さをdとしたとき、tan(a/d)で定まる角度をθと
すると、上記X線照射により発生する蛍光X線を、上記
微細孔の中心軸からθの範囲内に定義される領域内で観
測できるように、蛍光X線の分光手段と蛍光X線の拡大
結像手段と、試料表面の拡大X線像の2次元検出手段と
を、この順序で備えたX線像観察装置。
1. When the sample is provided with an X-ray irradiating means, and the diameter or the length of one side of the fine holes to be observed in the sample is 2a and the depth is d, it is determined by tan (a / d). When the angle is θ, the fluorescent X-ray spectroscopic means and the fluorescent X-rays are arranged so that the fluorescent X-rays generated by the X-ray irradiation can be observed in a region defined within a range of θ from the central axis of the micropore. An X-ray image observation apparatus provided with a magnifying image forming means of a line and a two-dimensional detecting means of a magnified X-ray image of a sample surface in this order.
【請求項2】試料へのX線照射手段を有し、上記試料の
観察すべき微細孔の直径または一辺の長さを2aとし深
さをdとしたときに、tan(a/d)で定まる角度をθ
とすると、上記X線照射により発生する蛍光X線を、上
記微細孔の中心軸からθの範囲内に定義される領域内で
観測できるように、蛍光X線の拡大結像手段と蛍光X線
の分光手段と、試料表面の拡大X線像の2次元検出手段
とを、この順序で備えたX線像観察装置。
2. When the sample has an X-ray irradiating means and the diameter or the length of one side of the fine holes to be observed in the sample is 2a and the depth is d, tan (a / d) Set the angle θ
Then, the fluorescent X-ray magnifying and imaging means and the fluorescent X-ray are arranged so that the fluorescent X-ray generated by the X-ray irradiation can be observed in a region defined within a range of θ from the central axis of the fine hole. X-ray image observation apparatus including the spectroscopic means and the two-dimensional detection means for the enlarged X-ray image of the sample surface in this order.
【請求項3】上記微細光の中心軸からθの範囲内で定義
される領域は、上記中心軸から26度の範囲内で定義さ
れる領域であることを特徴とする請求項1または請求項
2記載のX線像観察装置。
3. The region defined within the range of θ from the central axis of the fine light is a region defined within the range of 26 degrees from the central axis. The X-ray image observation apparatus according to 2.
【請求項4】上記X線の照射手段は、X線を集光して照
射する手段であることを特徴とする請求項1または請求
項2記載のX線像観察装置。
4. The X-ray image observation apparatus according to claim 1, wherein the X-ray irradiating means is a means for condensing and irradiating the X-rays.
【請求項5】上記X線の照射手段は、上記微細孔の底面
を見通す方向から、X線を照射できる手段であることを
特徴とする請求項1または請求項2記載のX線像観察装
置。
5. The X-ray image observation apparatus according to claim 1, wherein the X-ray irradiating means is a means capable of irradiating the X-ray from a direction through which the bottom surface of the fine hole is seen. .
【請求項6】上記X線は、上記分光手段または上記拡大
結像手段、あるいはそれら両者の内部を通過して、上記
試料に照射されることを特徴とする請求項1または請求
項2または請求項4または請求項5に記載のX線像観察
装置。
6. The X-ray is passed through the spectroscopic unit, the magnifying and imaging unit, or both of them to irradiate the sample. The X-ray image observation apparatus according to claim 4 or 5.
【請求項7】上記拡大結像手段は、反射鏡またはゾーン
プレートを含む光学系で構成されていることを特徴とす
る請求項1または請求項2または請求項6に記載のX線
像観察装置。
7. The X-ray image observation apparatus according to claim 1, 2 or 6, wherein the magnifying and imaging means is constituted by an optical system including a reflecting mirror or a zone plate. .
【請求項8】上記分光手段は、多層膜反射鏡または回折
格子またはゾーンプレートを含むことを特徴とする請求
項1または請求項2または請求項6に記載のX線像観察
装置。
8. The X-ray image observation apparatus according to claim 1, wherein the spectroscopic means includes a multilayer film reflection mirror, a diffraction grating, or a zone plate.
【請求項9】上記試料表面の拡大X線像は、付加手段に
より微細孔の残膜状態を自動判定することを特徴とする
請求項1または請求項2記載のX線像観察装置。
9. The X-ray image observation apparatus according to claim 1, wherein the magnified X-ray image of the surface of the sample automatically determines the residual film state of the fine holes by the addition means.
【請求項10】上記付加手段は、制御装置に接続された
記憶装置であることを特徴とする請求項9記載のX線像
観察装置。
10. The X-ray image observation apparatus according to claim 9, wherein said adding means is a storage device connected to the control device.
【請求項11】試料へのX線照射手段と、上記試料から
発生するX線を分光する手段と、上記分光されたX線を
拡大結像する手段と、上記拡大結像されたX線像の2次
元検出手段とからなることを特徴とするX線像観察装
置。
11. An X-ray irradiating unit for a sample, a unit for separating X-rays generated from the sample, a unit for enlarging and forming the separated X-rays, and an X-ray image for forming the enlarged image. And an X-ray image observation apparatus.
【請求項12】試料へのX線照射手段と、上記試料から
発生するX線を拡大結像する手段と、上記拡大結像され
たX線像を分光する手段と、上記分光されたX線像の2
次元検出手段とからなることを特徴とするX線像観察装
置。
12. X-ray irradiating means for irradiating a sample, means for magnifying and imaging the X-rays generated from the sample, means for dispersing the magnified and imaged X-ray image, and the above-mentioned spectroscopic X-ray. Statue of 2
An X-ray image observation apparatus comprising: a dimension detection unit.
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