JPH08122500A

JPH08122500A - Ｘ線像観察装置

Info

Publication number: JPH08122500A
Application number: JP26218194A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ninomiya; 健二宮; Masaki Hasegawa; 正樹長谷川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-17

Abstract

(57)【要約】【目的】試料表面に形成された微細孔の残膜の有無を迅
速、容易に判定できるＸ線像観測装置を得る。【構成】試料１にＸ線２１を照射し発生した蛍光Ｘ線５
０を、光学素子２とピンホール板３で分光し光学素子４
で検出器５に拡大結像し、試料１の蛍光Ｘ線像を得、ま
た接続された表示装置１３で観察する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】ＤＲＡＭの角αとアスペクト比を示す図であ
る。

【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。

【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。

【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。

【図７】本発明の第３実施例を示す装置構成図である。

【図８】本発明の第４実施例を示す装置構成図である。

【図９】本発明の第５実施例を示す装置構成図である。

【符号の説明】

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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。