JPH0883588A

JPH0883588A - Ｘ線分析装置

Info

Publication number: JPH0883588A
Application number: JP6218453A
Authority: JP
Inventors: Itsuki Sudo; 敬己須藤; Tokuo Kure; 得男久▲禮▼; Takeshi Ninomiya; 健二宮
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】表面分析技術に係り、凹凸を有する表面、特
に、コンタクトホ−ル底面の残膜の元素分析に適したＸ
線分析方法および装置を提供する。【構成】電子線照射により試料表面より発生したＸ線を
検出するＸ線検出機構およびこれに入射する電子を遮断
する機構を非磁性材料で構成する。これらを照射電子線
の中心軸の極近傍に設置することにより、照射電子線の
軌道に悪影響を及ぼすことなく且つＸ線検出手段を損傷
することなくＸ線分析を行う。【効果】本発明によれば、試料表面に形成されたコンタ
クトホ−ル等、アスペクト比の大きい孔の底面の残留物
中の軽元素を高精度に定性、定量分析できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表面分析技術に係り、特
に、微細コンタクトホ−ル等の深孔底面の残膜分析に適
したＸ線分析装置を提供する。

【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以下のレベルでの微細加工技術を
確立しなければならない。たとえば、１ＧｂＤＲＡＭの
製作では、直径０．１６μｍ、深さ２μｍのコンタクト
ホールの加工が要求されている。このような高精度加工
技術を確立するためには、微細加工の正確さを計測、検
査する技術が必要である。これら技術のうち、ドライエ
ッチング後のエッチング不足に起因する残膜の種類と膜
厚を分析可能な技術が特に必要とされている。この残膜
分析において留意すべき点は、ウエハ表面上は必ずしも
平坦ではなく、先のコンタクトホールの例に象徴される
ように、起伏が大きい箇所での分析も必要になることで
ある。

【０００３】ウェハ表面の元素を非破壊で分析する方法
としては、Ｘ線分析法がある。この分析法は、例えば特
開昭６３−２４３８５５に記載の走査電子顕微鏡にＸ線
検出器を設けた荷電粒子分析装置を利用して、電子線照
射により試料から発生するＸ線を、Ｘ線を分光結晶で分
光し、波長即ちエネルギー別にＸ線を検出することで試
料の構成元素を分析するものである。しかし、この装置
では分光結晶やＸ線検出器が電子線中心軸から離れた位
置に設けられているため、前記コンタクトホール内の残
留物のうち、主成分と予想される軽元素から発生するＸ
線がコンタクトホールの内壁に吸収されるという問題が
あった。この問題を解決するために、我々は走査型電子
顕微鏡にエネルギー分析機能を持つＸ線検出器を、Ｘ線
の発生位置（コンタクトホールの底面）が直視できる位
置、即ち電子線中心軸近傍に設置したＸ線分析装置を開
発した（特願平４−２５７７８９及び特願平６−９１０
３４）。この装置は、コンタクトホール内部に存在する
炭素、酸素並びにシリコンなどの軽元素からのＸ線を、
電子線中心軸と２０度以内の角度で配置された半導体検
出器により分析するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の集積度が
高まるにつれ、前記コンタクトホールの直径２ａと深さ
ｄで規定されるアスペクト比（２ａ／ｄ）も増大する。
これに対し、前述のようにコンタクトホール内の軽元素
を分析するには、これを直視できるようにＸ線検出器を
配置しなければならず、その位置は電子線中心軸に対し
て角度θ＝ｔａｎ^-1（ａ／ｄ）の範囲内にとして規定さ
れる。よって、この角度は半導体素子の高集積化に伴
い、２５６ＭｂＤＲＡＭで３度、１ＧｂＤＲＡＭで約２
度、４ＧｂＤＲＡＭで１度と狭まるため、Ｘ線検出器の
位置も電子線中心軸に近づけざるをえなくなる。例え
ば、検出面の直径が６ｍｍのＸ線検出器を試料表面より
１６０ｍｍの距離に配置する場合、２５６ＭｂＤＲＡＭ
のコンタクトホール内に残留している軽元素を分析する
にはＸ線検出器を電子線中心軸に対して半径８ｍｍの円
内に収めなければならい。従って、Ｘ線検出器（ハウジ
ングを含めて）と電子線中心軸の間隙は、１ｍｍ未満と
狭まる。

【０００５】このようにＸ線検出器を電子線中心軸に接
近させて設置した場合、次の２つの問題が生じる。まず
第１の問題は、試料表面に照射される電子線の軌道がＸ
線検出器の磁化により曲げられ、所定のコンタクトホー
ル内に正確に照射できなくなることである。これによ
り、電子線照射位置とＸ線分析データとの対応が取れな
くなるため、コンタクトホール内の残膜分析が不可能と
なる。一方第２の問題として、電子線照射により試料か
ら発生した二次電子又は反射電子がＸ線検出器に損傷を
与え、Ｘ線分析時の雑音レベルを上げることがある。こ
の問題は、照射電子線のエネルギーが高くなるほど深刻
になる。質量数がケイ素以下の元素（軽元素）のＸ線分
析では照射電子線のエネルギーを５ｋｅＶ以下に設定す
るため、Ｘ線分析器の劣化（損傷）も許容できる程度で
済むが、Ｘ線分析の対象が質量数の大きい元素（重元
素）になるほど照射Ｘ線のエネルギーも高めねばなら
ず、Ｘ線分析器の損傷の影響も大きくなる。さらに、Ｘ
線分析部分を走査電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）で観察し又
は特定するためには照射電子線のエネルギーを３０〜５
０ｋｅＶに設定するため、損傷の影響は顕著となる。ま
た電子線の光軸調整時において、様々な箇所で反射した
多量の電子がＸ線分析器に入射することによっても、損
傷の影響は大きくなる。

【０００６】第２の問題は、Ｘ線検出器の検出面にベリ
リウム薄膜フィルタを設けて入射電子を遮断することに
よる解決が考えられる。ベリリウムは非磁性材料である
ため電子線中心軸に近づけることは可能だが、フィルタ
の厚さで透過可能なＸ線のエネルギ−と遮断可能な電子
線のエネルギ−が制限される。即ち、高エネルギ−電子
を除去できる厚さのフィルタは、軽元素のＸ線をも吸収
し（分析不能）、軽元素のＸ線を透過させる薄さのフィ
ルタは、高エネルギ−電子を透過させ検出器に入射させ
る（検出器損傷）。従って、ベリリウム薄膜フィルタを
検出面に設置するだけでは、第２の問題を解決できな
い。

【０００７】本発明の目的は、電子線中心軸に接近して
設置したＸ線検出器でコンタクトホ−ル底面の残膜を高
精度に定性、定量分析を行うＸ線分析装置において、Ｘ
線検出器による照射電子線の軌道への悪影響を解消し、
また照射電子線エネルギ−を高めてもＸ線検出器の損傷
を抑制できるＸ線分析装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的は、電子線中心
軸に接近して設けられたＸ線検出手段（Ｘ線検出器およ
びこの検出面に入射する電子を遮断する手段）を非磁性
材料で構成することにより達成される。

【０００９】Ｘ線検出手段は、少なくとも電子線中心軸
に面した外壁を非磁性材料で構成する。非磁性材料とし
ては、非透磁率が１に近い材料、例えばアルミニウム、
銅、クロム、又はステンレス鋼を用いる。アルミニウム
や銅は非磁性材料として優れるが、熱伝導率が高いとい
う特徴も有する。Ｘ線検出器として半導体検出器を用い
る場合、この特徴を利用して、アルミニウム又は銅で形
成されたＸ線検出器のハウジングを、コールドフィンガ
ー又はペルチェ素子に接合するすることにより、高感度
検出ができるようにＸ線検出器を冷却しても良い。ステ
ンレス鋼は、種類により冷間加工時に磁性を持つものも
ある。従って、ステンレス鋼の種類によっては、冷間加
工を避ける必要がある。ＡＩＳＩ形式番号で、３０５、
３０９、３１０及び３１４と分類される種類のステンレ
ス鋼は、冷間加工を行っても非磁性が保たれるので、こ
れらを用いるたほうが、所望の形状のＸ線検出手段を形
成するのに有利である。

【００１０】Ｘ線検出器に入射する電子を遮断する手段
としては、Ｘ線検出器の検出面（例えば、半導体検出
器）全面を覆い、この検出面に対して装脱着可能なシャ
ッタ又はフィルタ（電子遮断フィルタ）を用いる。これ
らは非磁性材料で形成し、遮断する電子のエネルギーに
応じて厚みを設定する。遮断する電子のエネルギーは、
例えば照射電子線のエネルギーに基づいて求めてもよ
い。電子除去フィルタの材料としては、例えばベリリウ
ムがあるが、Ｘ線を透過し且つ非磁性であれば、この限
りでない。

【００１１】

【作用】Ｘ線検出手段の少なくとも電子線中心軸に面す
る部分を非磁性材料で構成することにより、電子線中心
軸にＸ線検出器を接近させても照射電子線の軌道への支
障が解消される。

【００１２】また、非磁性材料で形成されるシャッタ又
は電子遮断フィルタをＸ線検出器の検出面（Ｘ線検知素
子、例えば、半導体検出器で構成）に全面を覆うように
配置することで、Ｘ線検知素子への入射電子は遮断され
る。これにより、電子の入射によるＸ線検知素子の性能
劣化や損傷が解消される。シャッタは照射電子線のエネ
ルギーを高くした場合又は電子線の光軸調整を行う場合
に閉じ、軽元素のＸ線分析時に開くことで、コンタクト
ホール底面を含めた試料表面の軽元素のＸ線分析の雑音
レベルを低減する。膜厚の異なる複数の電子遮断フィル
タを、照射電子線のエネルギー（分析対象元素の質量
数）に応じて切り換えて検出面に装脱着することで、軽
元素のみならず重元素も低い雑音レベルで検出できる。
電子除去フィルタを切り換える手段にシャッタを併設す
れば、ＳＥＭ像観察時や光軸合わせ時のＸ線検知素子保
護が確実にでき、且つ如何なる元素も低い雑音レベルで
検出できる。

【００１３】電子遮断フィルタの切り換え手段として、
例えば、真空チャンバ外から回転操作又は回転制御が可
能な回転テ−ブルに電子遮断フィルタおよびシャッタを
設置し、シャッタ又は所定の膜厚の電子遮断フィルタの
いずれかを用途に応じてＸ線検出器の前面に配置すると
よい。切り換え手段を構成する回転テ−ブル、テ−ブル
回転機構は、電子遮断フィルタ及びシャッタ同様、非磁
性材料で形成させるため、電子線中心軸に配置しても照
射電子線軌道に悪影響を及ぼさない。

【００１４】以上に述べたように、Ｘ線検出器及びこれ
に入射する電子の遮断手段を非磁性材料で構成すること
で、Ｘ線検出器を電子線中心軸に接近させて配置でき、
且つＸ線検出器の損傷及び性能劣化を防止することもで
きる。また、バックグラウンドノイズとなる電子のＸ線
検出器への入射を完全に抑えることで、高感度のＸ線分
析が可能である。

【００１５】

【実施例】以下、図面に示した実施例を参照して本発明
をさらに詳細に説明する。なお、図１〜６における同一
の記号は同一又は類似物を示す。

【００１６】＜実施例１＞本発明の一実施例を図１に示
した。図１では、加速された電子線１が試料２の表面に
垂直に照射されている。ここで、電子線１のビーム径は
残膜の堆積領域の大きさ（たとえば微細孔の直径）に比
べて十分小さく、電子線１の加速エネルギーは５ｋｅＶ
以下に制御されている。電子線１の集束、加速は対物レ
ンズ３およびコンデンサレンズ４により行われている。
電子線１の照射により、残膜からＸ線５が発生する。こ
のＸ線５は、対物レンズ３とコンデンサレンズ４の中間
位置で電子線１の近軸に設けられた検出器６で検出され
る。検出器６は、Ｘ線固体検出器（ＳＳＤ）やハーピコ
ン（撮像管）等に代表される、エネルギー分析機能を有
する検出器である。検出器６の設置位置は、検出器の受
光面の全部もしくは一部にＸ線５が入射するように、で
きるだけ電子線１に近づけることが重要である。このた
め、検出器６は非磁性材料である銅で構成されたハウジ
ング９に収められ、対物レンズ３とコンデンサレンズ４
の間から、電子線中心軸の極近傍に設置される。又ハウ
ジング９の先端部の側面を通過する電子線１は、軌道に
悪影響を及ぼされることなく、集光される。検出器６で
Ｘ線５のエネルギー強度を測定することにより、残膜の
定性、定量分析ができる。

【００１７】ＳｉＫα線等の高いエネルギーをもつＸ線
は、数μｍ程度の厚みを有する物質を透過することがで
きるため、側面に設置されたＸ線検出器７でも検出が可
能である。検出器７もエネルギー分析機能を備えたＸ線
固体検出器等である。さらに、このＸ線検出器６および
７の信号強度を比較することにより、物質内部を透過し
た線の減衰率を求め、これから物質の厚みや試料２表面
上の微細孔の深さを求められる。

【００１８】電子線１の照射により、試料２の表面から
２次電子も発生する。検出器８はこの２次電子を検出す
る２次電子検出器である。電子線１を試料２の表面上で
走査しながら２次電子を検出することで、試料２表面の
２次電子像（ＳＥＭ像）が得られる。この像より、分析
すべき残膜の位置を容易に把握、設定できる。

【００１９】ハウジング９は図１に示した矢印の方向に
移動可能である。これにより、電子線１の加速、集光が
異なった状態でＸ線分析を行う場合でも、電子線１に対
するＸ線検出器６の距離を常に一定に設定できる。な
お、ハウジング９の移動方向は水平方向のみならず、斜
め方向にも移動できる。

【００２０】Ｘ線検出器６に高エネルギ−あるいは多量
の反射電子、２次電子が入射すると、Ｘ線検出器の性能
が劣化してバックグラウンドノイズが増加したり、最悪
の場合にはＸ線検出素子が破壊される恐れがある。特
に、電子線の光軸調整を行う場合には、様々な箇所で反
射した電子がＸ線検出器に多量に入射するため、低エネ
ルギ−電子の場合でも検出器の性能劣化を引き起こし易
い。そこで図１に示すように、Ｘ線検出器６の前面に、
真空チャンバ外から開閉操作を行うための開閉機構１０
を備えたシャッタ１１を設置する。電子線の光軸調整時
などのＸ線検出器６に高エネルギ−または多量の電子が
入射してこの検出器の性能劣化を招く恐れのある場合
に、開閉機構１０でシャッタ１１を閉じることにより検
出器への電子の入射を遮断し、したがって検出器の性能
劣化を防ぐことができる。また、Ｘ線検出素子の性能劣
化を招くことの無い５ｋｅＶ以下の低エネルギ−電子線
でＸ線分析を行う場合には、開閉機構１０でシャッタ１
１を開ける。なお、シャッタ１１も電子線１の直近に設
置するためハウジング９と同様に非磁性材料である銅で
構成され、また、いかなる高エネルギ−電子線でも透過
することの無いように充分な厚み（０．５ｍｍ以上）を
持たせている。

【００２１】以上に述べたように、本実施例によれば、
低エネルギー電子線の照射により発生したＸ線を電子線
の近軸方向から観測できるため、試料のコンタクトホ−
ル底面の残膜を非破壊で高精度に定性、定量分析でき
る。従って、分析後に試料（例えばウエハ）を製造プロ
セスに戻すことが可能である。また、非磁性材料で構成
したシャッタをＸ線検出器の前面に設置することによ
り、Ｘ線検出器への高エネルギ−または多量の電子の入
射を防ぐことができるため、検出器の性能劣化を招く恐
れのある場合でもＸ線検出素子の性能劣化を防止するこ
とができる。また本実施例によれば、Ｘ線検出器６を電
子線中心軸に対して３度以下の範囲内に設置できるた
め、例えば、２５６ＭｂＤＲＡＭのコンタクトホール底
面に残留する厚さ２０ｎｍの膜の元素を定性、定量分析
できる。

【００２２】＜実施例２＞図２は、Ｘ線検出器６の前面
にベリリウム材料により構成した電子除去フィルタ１２
を設置した実施例である。実施例１で述べたように、低
エネルギ−電子の場合でも、Ｘ線検出器に多量に入射す
ると検出器の性能劣化を招く恐れがある。本実施例は、
Ｘ線検出器に有害な電子を効果的に除去し、かつ軽元素
のＸ線分析を高感度に行うものである。本実施例では、
Ｘ線検出器６を非磁性のステンレス鋼（ＡＩＳＩ形式番
号３１０Ｓ）で形成されたハウジング９に収め、対物レ
ンズ３内部を貫通させて電子線中心軸の極近傍に設置し
ている。Ｘ線検出器６の検出面には、電子線を遮断する
ためのフィルタ１２が設けられている。このフィルタ
は、ベリリウム膜で形成され、図示せざるもマニプレー
タで膜厚の異なる別のフィルタに交換できる。

【００２３】本実施例においては、Ｘ線分析を行う際の
電子線の加速エネルギ−に応じて、電子を完全に吸収し
分析すべきＸ線を充分に透過できるように、電子遮断フ
ィルタ（ベリリウム膜）１２の厚みを適切に設定するこ
とが重要である。ベリリウム膜に電子線を照射した際
の、ベリリウム膜中への電子の進入深さと電子線加速エ
ネルギ−との関係を図３に示す。また、ベリリウム膜の
厚みとＸ線透過率の関係を図４に示す。図３および４に
記載した値は、理論計算および実測デ−タとして公知で
ある。微細孔底面の残膜分析では、Ｃ，Ｏ等の軽元素を
検出しなければならない。したがって、電子線の加速エ
ネルギ−は５ｋｅＶ以下で分析を行う必要がある。電子
線の加速エネルギ−が２ｋｅＶでＸ線分析を行う場合
は、ベリリウム膜中への電子の進入深さが０．０５μｍ
であるため、ベリリウム材料の厚みは０．１μｍ程度が
適切である。この場合、軽元素の特性Ｘ線、例えばＯＫ
αは、０．１μｍの厚みのベリリウム膜を９３％透過す
る。電子線の加速エネルギ−が５ｋｅＶでは、ベリリウ
ム膜中への電子の進入深さは０．５μｍ、ベリリウム材
料の適切な厚みは０．６μｍ、ＯＫαの透過率は６５％
である。

【００２４】本実施例によれば、電子線の光軸調整時な
どの多量の電子がＸ線検出器に入射する場合でも、Ｘ線
分析を行う際の電子線の加速エネルギ−に応じて適切な
厚みを持ったベリリウム電子遮断フィルタを設置するこ
とにより、低エネルギ−（例えば５ｋｅＶ以下）の有害
な電子を完全に除去できるため、Ｘ線検出器の性能劣化
を防止できる。また、電子遮断フィルタを設置しない場
合にはＸ線検出器に入射する電子はバックグラウンドノ
イズとなりＸ線分析感度の低下を招くが、電子遮断フィ
ルタを設置することによりノイズとなる電子を完全に除
去できるため、Ｘ線分析感度を向上できる。

【００２５】＜実施例３＞図５は、Ｘ線検出器６の前面
に、真空チャンバ外から回転操作を行うための回転機構
１３を備えた回転テ−ブル１４を設置した実施例であ
る。回転テ−ブル１４の構造の詳細を図６に示す。回転
テ−ブル１４の母材は非磁性材料、例えば銅で構成す
る。回転テ−ブル面内にはシャッタ１５および２種類の
電子線遮断フィルタ１６、１７を備えている。回転テ−
ブルは、シャッタもしくは電子線遮断フィルタのいずれ
かをＸ線検出器６の前面に設置できるよう、テ−ブルを
任意に回転制御できるものである。また図６に示すよう
に、回転テーブル１４はシャッタ１５およびフィルタ１
６、１７の一部のみを固定しているが、これは電子線中
心軸の極近傍に必要以上の部材を配置しないためであ
る。、Ｘ線検出器６は、実施例２と同じ材質からなるハ
ウジング９に収められ、コンデンサレンズ４を貫通して
電子線中心軸の極近傍に設置される。

【００２６】電子線遮断フィルタ１６、１７は、実施例
２に述べたように、材質はベリリウムを用い、Ｘ線分析
を行う際の電子線の加速エネルギ−に応じて適切な厚み
を持たせている。電子線遮断フィルタ１６の厚みは０．
６μｍであり、電子線の加速エネルギ−が５ｋｅＶ以下
で軽元素のＸ線分析を行う場合に用いる。このことは、
実施例２で詳しく述べた通りである。電子線遮断フィル
タ１７の厚みは２０μｍであり、電子線の加速エネルギ
−が５ｋｅＶ以上で重元素のＸ線分析を行う場合に用い
る。例えば、電子線の加速エネルギ−が３０ｋｅＶでＸ
線分析を行う場合は、ベリリウム膜中への電子の進入深
さが１８μｍであるため、ベリリウム材料の厚みは２０
μｍ程度と厚くする必要がある。この場合、軽元素の特
性Ｘ線、例えばＯＫαはほとんど透過しないため軽元素
のＸ線分析は不可能であるが、ＳｉＫαは６７％透過す
る。Ｓｉよりも重い元素はさらに高い透過率であるた
め、充分な分析感度を得ることが可能である。

【００２７】本実施例によれば、回転テ−ブル内のシャ
ッタ１５をＸ線検出器６の前面に設置することにより、
実施例１と同様に、電子線の光軸調整を行う場合などの
Ｘ線検出器に高エネルギ−または多量の電子が入射して
検出器の性能劣化を招く恐れのある場合に、検出器への
電子の入射を防ぐことができ、したがって検出器の性能
劣化を防ぐことができる。また、Ｘ線分析を行う際の電
子線の加速エネルギ−に応じて電子線遮断フィルタ１
６、１７のいずれかを選択的に用いることにより、いか
なるエネルギ−の電子でも完全に除去できるため、Ｘ線
検出器の性能劣化を防止でき、さらにＸ線分析感度を向
上できる。

【００２８】なお、本実施例で述べた電子線遮断フィル
タ１６、１７のそれぞれの厚みは上記実施例に限定する
ものではなく、Ｘ線分析を行う際の電子線の加速エネル
ギ−に応じて任意の厚みを持たせることができるものと
する。また、電子線遮断フィルタの枚数も上記実施例の
ごとく２枚に限定するものではなく、何枚備えてもよ
い。本実施例で肝要なのは、厚みの異なる複数枚の電子
線遮断フィルタのいずれかを選択的に用いることによ
り、いかなるエネルギ−の電子線を用いてＸ線分析を行
っても、検出器への電子の入射を防ぐことにより検出器
の性能劣化を防ぎ、Ｘ線分析感度を向上できることにあ
る。

【００２９】＜実施例４＞本実施例では、図７（ａ）に
示すように中心に電子線透過孔を有するＸ線検出器６
を、これと同様にステンレス鋼製のハウジング９に収
め、対物レンズ３と試料２が載置される試料台（図示せ
ず）の間に設置したものである。ハウジング９の電子線
透過孔の壁面は、実施例２のハウジング９と同じ種類の
非磁性のステンレス鋼で形成される。シャッタ１１は、
検出器６の電子線透過孔を塞がぬよう、カメラの絞りに
類似の構成としてある。即ち、本実施例では図７（ｂ）
に示すようにシャッタ１１を４枚の板で構成し、夫々を
ロッド１８を介してＸ線検出器６の外周に配されたリン
グ１９と連結させている。このリング１９をシャッタ開
閉機構１０のロータ（矢印方向に回転）で回転させるこ
とにより、ロッド１８はシャッタ１１を構成する４枚の
板を夫々外周へ引き、シャッタ１１を開く。シャッタ開
閉機構１０、シャッタ１１、ロッド１８、及びリング１
９は、ハウジング９の電子線透過孔壁面と同様の非磁性
のステンレス鋼で形成される。

【００３０】本実施例では、他の実施例に比べＸ線検出
器の検出面の面積を大きくできるため、検出感度をより
高くできるという利点がある。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、収束した電子線を試料
表面に照射し、コンタクトホ−ル底面の残膜から発生す
るＸ線を電子線の近軸方向から観測する際に、Ｘ線検出
器を構成する部品を非磁性材料で構成することにより、
電子線の近軸（電子線中心軸の極近傍）にＸ線検出器を
設置しても電子線に悪影響を及ぼすことなく、コンタク
トホ−ル底面の残膜を高精度に定性、定量分析可能であ
る。本発明によれば、Ｘ線検出器を電子線中心軸に対し
て３度以内の狭い範囲に接近して設置できるため、２５
６Ｍｂ以上のＤＲＡＭのコンタクトホール内の残膜分析
も可能となる。また、Ｘ線検出器前面に非磁性材料で構
成したシャッタもしくは電子線遮断フィルタを設置する
ことにより、電子線の近軸に設置されるＸ線検出器への
電子の入射を遮断するため、検出器の性能劣化を防ぐこ
とができる。

【００３２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す装置構成図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例を示す装置構成図であ
る。

【図３】ベリリウム膜への電子進入深さの電子線加速エ
ネルギー依存性を示す図である。

【図４】ベリリウムの膜厚に対するＸ線透過率の変化を
示す図である。

【図５】本発明の第３の実施例を示す装置構成図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施例の詳細を示す装置構成図
である。

【図７】本発明の第４の実施例を示す装置構成図であ
る。

【符号の説明】

１…電子線、２…試料、３…対物レンズ、４…コンデン
サレンズ、５…Ｘ線、６、７…Ｘ線検出器、８…２次電
子検出器、９…ハウジング、１０…シャッタ開閉機構、
１１…シャッタ、１２…電子線遮断フィルタ、１３…テ
−ブル回転機構、１４…回転テ−ブル、１５…シャッ
タ、１６…電子線遮断フィルタ、１７…電子線遮断フィ
ルタ、１８…ロッド、１９…リング。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｘ線分析すべき微細孔の直径もしくは一辺
の長さを２ａ、深さをｄとした場合、ｔａｎ（ａ／ｄ）
＝θで定まる角度をθとすると、試料表面に加速、集束
した電子線を照射し、電子線照射により発生したＸ線を
電子線の中心軸からθの範囲内で定義される領域内にＸ
線検出器を設けて試料表面の残膜の定性、定量分析を行
うＸ線分析装置において、少なくとも前記Ｘ線検出器又
は該Ｘ線検出器のハウジングの電子線の中心軸に面した
部分が非磁性材料で構成されることを特徴とするＸ線分
析装置。
【請求項２】前記Ｘ線検出器は、壁面が非磁性材料で構
成された電子線貫通孔を備えることを特徴とする請求項
１記載のＸ線分析装置。
【請求項３】前記Ｘ線検出器は、電子線を照射するため
の対物レンズもしくはコンデンサレンズの内部、又は対
物レンズとコンデンサレンズの間に設けられることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載のＸ線分析装置。
【請求項４】前記Ｘ線検出器は、対物レンズと試料を載
置するための試料台の間に設けたことを特徴とする請求
項１又は請求項２に記載のＸ線分析装置。
【請求項５】前記Ｘ線検出器の前面に、真空外から開閉
操作可能なシャッタを設けたことを特徴とする請求項１
〜４記載のＸ線分析装置。
【請求項６】前記シャッタおよび開閉操作機構が、非磁
性材料で構成されたことを特徴とする請求項５記載のＸ
線分析装置。
【請求項７】前記Ｘ線検出器の前面に、電子線遮断フィ
ルタを設けたことを特徴とする請求項１〜４記載のＸ線
分析装置。
【請求項８】前記Ｘ線検出器の前面に、シャッタ又は電
子線遮断フィルタを備えた真空外から回転操作可能な回
転テ−ブルを設けたことを特徴とする請求項１〜４記載
のＸ線分析装置。
【請求項９】前記回転テ−ブルに備えた電子線遮断フィ
ルタが、複数枚設けられたことを特徴とする請求項８記
載のＸ線分析装置。
【請求項１０】前記電子線遮断フィルタが、ベリリウム
で構成されたことを特徴とする請求項７〜９記載のＸ線
分析装置。