DE19515574A1

DE19515574A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Röntgenanalyse

Info

Publication number: DE19515574A1
Application number: DE19515574A
Authority: DE
Inventors: Yoshimi Sudo; Tokuo Kure; Ken Ninomiya; Katsuhiro Kuroda; Takashi Nishida; Hideo Todokoro; Yasuhiro Mitsui; Hiroyasu Shichi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-28
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1995-11-02
Also published as: KR950033478A; JPH07294460A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Oberflächenanalysetech nik, und spezieller betrifft sie ein Verfahren und eine Vor richtung zum Analysieren von Rückständen auf der Oberfläche einer Probe mittels Röntgenstrahlung.

Um Großintegration von Halbleiter-Bauelementen zu fördern, ist es erforderlich, eine Technologie für feine Muster im unteren Submikrometerbereich zu errichten. Zum Beispiel ist bei der Herstellung von 1-Gb-DRAMs ein Mustererzeugungspro zeß für Kontaktlöcher mit einem Durchmesser von 0,16 µm und einer Tiefe von 2 µm erforderlich. Um einen Prozeß für der art feine Muster zu errichten, sind Analysetechniken zum Messen und Untersuchen der Genauigkeit des feinen Musters erforderlich. Insbesondere sind Analysetechniken erforder lich, die dazu verwendet werden können, die Zusammensetzung und Dicke von Rückständen zu analysieren. Bei dieser Rück standsanalyse ist ein zu berücksichtigender Punkt, daß die Oberfläche einer Probe, z. B. eines Wafers, nicht notwendi gerweise flach ist, sondern daß auch Bereiche mit großen Stufen, wie die bereits genannten kleinen Kontaktlöcher, analysiert werden müssen.

Herkömmliche Rückstandsanalyse zum Analysieren von Bereichen mit großen Stufen wird dadurch ausgeführt, daß ein herge stellter Wafer zerstört wird und der Querschnitt desselben mittels eines REM (Rasterelektronenmikroskop) betrachtet wird. Bei dieser Technik kann jedoch die Zusammensetzung von Rückständen nur durch deren Form erkannt werden, und darüber hinaus kann der Wafer nach der Analyse nicht in den Her stellprozeß zurückgeführt werden, da er zerstört wurde. Zu anderen Schwierigkeiten mit dieser Technik gehört die Tat sache, daß es schwierig ist, eine Spur eines Rückstands in der Größenordnung einiger weniger nm zu beobachten. Bei der Entwicklung integrierter Halbleiter-Bauelemente über dem Gb-Bereich werden die obengenannten Probleme, die zu einer Ver schlechterung der Ausbeute und der Analysegenauigkeit füh ren, als entscheidende Probleme angesehen.

Andererseits existiert ein Röntgenanalyseverfahren, das Ana lysen ohne Zerstörung eines Wafers ermöglicht. Ein Beispiel eines typischen Röntgenanalyseverfahrens ist die Verwendung einer Analyseeinrichtung mit geladenen Teilchen, wie in der Veröffentlichung 63-243 855 zu einer japanischen Patentanmel dung offenbart. Bei dieser Analyseeinrichtung mit geladenen Teilchen wird ein Elektronenstrahl auf die Oberfläche einer Probe gerichtet. Dann wird Röntgenstrahlung beobachtet, wie sie an der Oberfläche der Probe aufgrund des Anwendens des Elektronenstrahls erzeugt wird. Die Röntgenstrahlung wird mittels eines Lichtteilerkristalls beobachtet, der unter einem Winkel von ungefähr 22° geneigt zur Mittelachse des Elektronenstrahls steht.

Um qualitative und quantitative Rückstandsanalyse mittels Röntgenstrahlung auszuführen, ist der Ort, an dem eine Ein richtung zum Beobachten der Röntgenstrahlung angebracht ist, von Bedeutung. Insbesondere muß diese Einrichtung, um zu verhindern, daß die an der Oberfläche der Probe erzeugte Röntgenstrahlung durch ein Hindernis absorbiert wird, an einer Stelle angebracht sein, an der kein derartiges Hinder nis vorhanden ist. Unglücklicherweise existiert jedoch bis her kein klarer Standard betreffend den Ort zum Anbringen einer Einrichtung zum Beobachten von Röntgenstrahlung, und einem derartigen Installationsort wurde bisher nicht viel Aufmerksamkeit geschenkt. Im Fall der vorstehend genannten Analyseeinrichtung mit geladenen Teilchen ist, wie genannt, ein Lichtteilerkristall unter einem Winkel von 22° angeord net. Dennoch kann die Absorption von Röntgenstrahlung in einigen Fällen vermieden werden. Insbesondere im Fall groß integrierter Speicher wie DRAMs mit mehr als 4 Mb, die für die Zukunft als hauptsächliche Halbleiter-Bauelemente gese hen werden, ist es, wenn nur eine Analyseeinrichtung mit ge ladenen Teilchen verwendet wird, unmöglich, qualitative und quantitative Rückstandsanalysen an der Oberfläche einer Pro be auszuführen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Röntgenanalyse zu schaffen, die eine quali tativen und quantitativen Rückstandsanalyse an der Oberflä che einer Probe mit hoher Genauigkeit ausführen können, ohne daß die Probe zerstört wird.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehren der unabhängigen Ansprüche 1 bis 3 und hinsichtlich der Vorrichtung durch die Lehren der unabhängigen Ansprüche 14 bis 16 gelöst.

Die Erfindung schafft eine Elektronenstrahl-Einstrahlein richtung zum Einstrahlen und Fokussieren eines Elektronen strahls mit niedriger Beschleunigung und zum Aufstrahlen desselben auf die Oberfläche einer Probe, und eine Röntgen beobachtungseinrichtung zum Beobachten von Röntgenstrahlung, die aufgrund der Anwendung des eingestrahlten Elektronen strahls an der Oberfläche der Probe erzeugt wird, und zwar von einer Position her, die von einer Stelle dicht neben dem eingestrahlten Elektronenstrahl aus betrachtet wird.

Wenn ein Elektronenstrahl auf eine Substanz angewandt wird, wird von dieser Röntgenstrahlung erzeugt. Die Energie (oder Wellenlänge) der erzeugten Röntgenstrahlung ist eine Größe, die einem die Substanz aufbauenden Element eigen ist. Demge mäß kann das Element und damit die Substanz dadurch identi fiziert werden, daß die Energie der erzeugten Röntgenstrah lung analysiert wird. Eine derartige Analyse ist als quali tative Analyse bekannt. Außerdem kann Information zur Menge einer Substanz (oder einer Filmdicke) aus der Indensität der Röntgenstrahlung erhalten werden. Eine Analyse, die Informa tion zur Filmdicke gibt, wird als quantitative Analyse be zeichnet.

Damit Rückstandsanalyse sogar in Bereichen mit großen Stufen ohne Zerstörung der Probe (z. B. eines Wafers) ausgeführt werden kann, ist ein Verfahren zum Beobachten der an der Oberfläche der Probe erzeugten Röntgenstrahlung von Bedeu tung. Es existieren zwei Typen hauptsächlicher Rückstände bei Herstellprozessen für Halbleiter-Bauelemente: Silizium oxidfilme und Photoresistschichten. Um Komponenten dieser Rückstände zu identifizieren, muß Röntgenstrahlung identifi ziert werden, wie sie von leichten Elementen wie C(Kohlen stoff)-, O(Sauerstoff)- und Si(Silizium)-Atomen erzeugt wird. Die Menge an Energie derartiger Ckα- oder OKα-Röntgen strahlung, wie sie bei Anwendung eines Elektronenstrahls auf eine Substanz erzeugt wird, hat einen kleinen Wert von unter 1 keV. Demgemäß kann derartige Röntgenstrahlung nicht durch ein Hinternis treten, falls ein solches zwischen dem die Röntgenstrahlung erzeugenden Ort und einer Beobachtungsein richtung für diese Röntgenstrahlung vorhanden ist. Dann kann die Röntgenstrahlung nicht beobachtet werden. Obwohl Rönt genstrahlung durch Hindernisse tritt, wird der größte Teil derselben dadurch absorbiert, so daß die Strahlung nicht er faßt werden kann. Der Zustand der Röntgenbeobachtung wird unten detaillierter, gestützt auf ein Beispiel betreffend Rückstandsanalyse innerhalb eines feinen Lochs, die unter den strengsten Beobachtungsbedingungen ausgeführt werden muß, beschrieben. Ein Beispiel für ein feines Loch ist das eingangs genannte Kontaktloch.

Fig. 2 zeigt einen einfallenden Elektronenstrahl 1, der in ein feines Loch H an der Oberfläche einer Probe 2 eintritt. Wie bereits beschrieben, muß erzeugte Röntgenstrahlung 5 von einer Position in einer Richtung, in der kein Hindernis zwi schen dem die Röntgenstrahlung erzeugenden Ort und der Beob achtungseinrichtung vorliegt, beobachtet werden. Das heißt, daß es erforderlich ist, die Röntgenstrahlung 5 von einer Position in einem Bereich A in Fig. 2 aus zu beobachten, der das überdeckt, was nachfolgend als Richtungen nahe am Elek trodenstrahl bezeichnet wird. Hierbei ist ein Winkel Θ so definiert, daß tanΘ dem Wert a/d entspricht, wobei a und d der Radius bzw. die Tiefe des feinen Lochs H sind. Wenn Röntgenstrahlung, die durch ein Hindernis getreten ist, zur Erfassung ausreichend stark ist, wird der Winkel Θ gering fügig größer als arctan(a/d). Die Abschwächung von Röntgen strahlung während des Hindurchlaufens durch ein Hindernis hängt nicht nur von der Energie der Röntgenstrahlung und den im Hindernis enthaltenen Elementen ab, sondern hauptsächlich vom Transmissionsweg der Röntgenstrahlung innerhalb des Hin dernisses. Das heißt, daß der Winkel Θ so definiert werden kann, daß tanΘ im wesentlichen a/d entspricht. Wenn an Groß integration zukünftiger Halbleiter-Bauelemente wie Speichern über einem 4-Mb-DRAM gedacht wird, ist es erforderlich, in einem Kontaktloch erzeugte Röntgenstrahlung von einer Posi tion aus zu beobachten, die mit dem Elektronenstrahl einen Winkel Θ von weniger als 20° bildet. Bei der bekannten Ana lyseeinrichtung mit geladenen Teilchen, wie sie in der oben genannten Offenlegung 63-243 855 zu einer japanischen Patent anmeldung offenbart ist, ist ein Lichtteilerkristall zum Be obachten der erzeugten Röntgenstrahlung an einer Position in einer Richtung angeordnet, die einen Winkel Θ von 22° zur Mittelachse des Elektronenstrahls bildet. Demgemäß kann die se Analyseeinrichtung mit geladenen Teilchen nicht auf die Rückstandsanalyse in einem Kontaktloch eines Bauelements über einem 4-Mb-DRAM angewandt werden. Im Gegensatz zu die ser Anordnung ist die durch die Erfindung geschaffene Ein richtung zum Beobachten von Röntgenstrahlung so konzipiert, daß ein Röntgendetektor vorhanden ist, dessen Detektorfläche teilweise oder vollständig in einem Bereich mit dem obenge nannten Winkel Θ von weniger als 20° oder in dem in Fig. 2 dargestellten Bereich A liegt, oder ein optisches Bauteil vorhanden ist, das teilweise oder ganz im Bereich A liegt, um die Röntgenstrahlung zum Röntgendetektor zu leiten. Hin sichtlich Einrichtungen zum Beobachten von Röntgenstrahlung kann an eine Vielzahl von Techniken gedacht werden. Diese Techniken werden in der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiel nacheinander erläutert.

Wie oben beschrieben, kann durch Anwenden eines Elektronen strahls auf die Oberfläche einer Probe und durch Beobachten der an der Oberfläche erzeugten Röntgenstrahlung von einer Position in einer Richtung nahe am Elektronenstrahl qualita tive und quantitative Rückstandsanalyse für die Oberfläche einer Probe mit großen Stufen wie bei Kontaktlöchern, und damit erst recht bei einer Probe mit kleinen Stufen, ausge führt werden.

Diese und andere Aufgaben und viele der zugehörigen Vorteile der Erfindung werden leicht ersichtlich, wenn dieselbe unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vollständiger er kennbar wird.

Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das im Querschnitt einen vereinfachten Aufbau eines Ausführungsbeispiels zeigt, das eine Realisierung einer erfindungsgemäßen Röntgenanaly sevorrichtung ist;

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm im Querschnitt, auf das gestützt bereits eine Position erläutert wurde, an der ein Röntgendetektor anzubringen ist;

Fig. 3 bis 7 sind schematische Diagramme, die im Querschnitt einen vereinfachten Aufbau anderer Ausführungsbeispiele zei gen, die eine Realisierung einer erfindungsgemäßen Röntgen analysevorrichtung sind;

Fig. 8 ist ein Diagramm, das im Querschnitt eine typische Struktur eines Kontaktlochs in einem Halbleiter-Bauelement zeigt;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Signalin tensität von Röntgenstrahlung von der Dicke eines SiO₂-Films zeigt;

Fig. 10 und 11 sind schematische Diagramme, die im Quer schnitt einen vereinfachten Aufbau anderer Ausführungsbei spiele zeigen, die eine Realisierung einer erfindungsgemäßen Röntgenanalysevorrichtung sind;

Fig. 12 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Er läutern einer Position, an der ein Röntgendetektor im Fall einer schräg stehenden Probe angebracht wird;

Fig. 13 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Er läutern des Zustand von einem Detektor eintreffender Röntgenstrahlung nach dem Durchlaufen einer Probe;

Fig. 14 und 15 sind Diagramme, die Kurven zeigen, die die Beziehung zwischen dem Erfassungswinkel von Röntgenstrah lung, wie in Fig. 13 dargestellt, und der Transmissionsrate zeigt;

Fig. 16 und 18 sind schematische Querschnittsdiagramme zum Erläutern von Techniken zum Beurteilen des Öffnungszustands eines Kontaktlochs unter Verwendung des erfindungsgemäßen Röntgenanalyseverfahrens;

Fig. 17 und 19 sind Kurvendiagramme, die Röntgenspektren wiedergeben, wie sie durch die durch die Fig. 16 bzw. 18 veranschaulichten Techniken erfaßt werden.

Ausführungsbeispiel 1

Das grundlegende Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Wie in dieser Figur gezeigt, wird ein beschleunigter Elektronenstrahl 1 rechtwinklig auf die Ober fläche einer Probe 2 gerichtet. Hierbei ist der Elektronen strahl 1 so konvergiert, daß sein Durchmesser auf einen Wert verringert ist, der ausreichend klein im Vergleich zur Größe eines Abscheidungsbereichs eines Rückstands auf der Oberflä che der zu analysierenden Probe 2 ist. Ein Beispiel für die Größe eines solchen Abscheidungsbereichs ist der Durchmesser eines feinen Lochs. Dazu wird die Beschleunigungsenergie des Elektronenstrahls 1 auf einen Wert unter 5 keV eingestellt. Der Elektronenstrahl 1 wird durch eine Objektivlinse 3 und eine Kondensorlinse 4 konvergiert.

Die Anwendung des eingestrahlten Elektronenstrahls 1 auf die Oberfläche der Probe 2 bewirkt die Erzeugung von Röntgen strahlung 5 durch den Rückstand an der Oberfläche der Probe 2. Diese Röntgenstrahlung 5 wird von einem Detektor 6 er faßt, der an einer Position in einer Richtung dicht beim Elektronenstrahl 1 zwischen der Objektivlinse 3 und der Kon densorlinse 4 angebracht ist. Ein repräsentativer Detektor 6 hat Energieanalysierfunktion und beinhaltet dazu einen Rönt gen-Festkörperdetektor und ein Parpicon (Bilderzeugungsröh re). Ein wesentlicher zu berücksichtigender Punkt ist die Anbringung des Detektors 6 in solcher Weise, daß seine Ober fläche zum Erfassen der Röntgenstrahlung 5 teilweise oder ganz innerhalb des in Fig. 2 dargestellten Bereichs A liegt. Um den Detektor 6 auf diese Weise anzubringen, ist es demge mäß erforderlich, ihn an einer Position so dicht wie möglich am Elektronenstrahl 1 zu montieren, so daß der Abstand zwi schen ihm und dem Elektronenstrahl 1 einen Wert in der Grö ßenordnung von 1 mm hat. Daher ist es wesentlich, den Elek tronenstrahl 1 zu einem ausreichend dünnen Strahl zu bün deln, damit er nicht auf den Detektor 6 trifft. Durch Messen der Energie und der Intensität der Röntgenstrahlung 5 mit tels des Detektors 6 kann eine qualitative und quantitative Rückstandsanalyse ausgeführt werden.

Röntgenstrahlung mit viel Energie, wie SiKα-Röntgenstrah lung, kann eine Substanz mit einer Dicke von einigen µm durchdringen. Derartige hochenergetische Röntgenstrahlung kann selbst von einem Detektor 7 erfaßt werden, der neben der den Elektronenstrahl einstrahlenden Einheit angeordnet ist. Wiederum kann dieser Detektor 7 ein Röntgen-Festkörper detektor oder dergleichen mit Energieanalysierfunktion sein. Durch Vergleich der von den Detektoren 6 und 7 erfaßten In tensitäten kann der Schwächungsfaktor von durch eine Sub stanz laufender Röntgenstrahlung erhalten werden. Aus dem Schwächungsfaktor kann wiederum die Dicke der Substanz her geleitet werden. Unter Verwendung dieser Information ist es möglich, z. B. die Tiefe eines feinen Lochs an der Oberflä che der Probe 2 herauszufinden.

Die Anwendung eines Elektronenstrahls 1 auf die Oberfläche einer Probe 2 führt auch zur Erzeugung von Sekundärelektro nen. Um diese zu erfassen, ist ein Sekundärelektronendetek tor 8 vorhanden. Durch Erfassen der Sekundärelektronen wäh rend eines Abrastern des Elektronenstrahls 1 über die Ober fläche der Probe 2 kann ein Sekundärelektronenbild erhalten werden. Unter Verwendung des Sekundärelektronenbilds kann leicht Information zur Position von Rückständen erhalten werden, und die Position kann auch leicht eingestellt wer den.

Der Detektor 6 ist in einem Gehäuse 9 untergebracht, das in einer Richtung verstellt werden kann, wie sie durch einen Pfeil in der Figur gekennzeichnet ist. Dieses Prinzip ermög licht es, den Abstand des Gehäuses 9 zum Elektronenstrahl 1 immer konstant zu halten, also auch dann, wenn Röntgenana lyse durch Ändern der Beschleunigungsspannung und der Kon vergierbedingungen für den Elektronenstrahl 1 ausgeführt wird.

Bei einer qualitativen und quantitativen Analyse eines Rückstands an der Bodenfläche eines feinen Lochs, wie eines Kontaktlochs, durch Erfassen von Röntgenstrahlung, wie sie durch das Anwenden eines eingestrahlten Elektronenstrahls auf den Rückstand erzeugt wurde, muß eine Röntgenbeobach tungseinrichtung an einer Position über dem feinen Loch nahe bei der Mittelachse des eingestrahlten Elektronenstrahls vorhanden sein, damit die die Röntgenstrahlung erzeugende Bodenfläche des feinen Lochs direkt von dieser Position aus betrachtet werden kann, um Absorption der erzeugten Röntgen strahlung durch die Seitenwand des feinen Lochs zu vermei den. Wenn die Röntgenbeobachtungseinrichtung an einer Posi tion nahe an der Mittelachse des Elektronenstrahls angeord net wird, ist es erforderlich, darauf zu achten, daß die Röntgenbeobachtungseinrichtung einen nachteiligen Einfluß auf den eingestrahlten Elektronenstrahl hat. Aus diesem Grund ist es erwünscht, die den Röntgendetektor 6 aufbauen den Komponenten aus unmagnetischem Material wie Aluminium, Kupfer oder rostfreiem Stahl, der einer Entmagnetisierungs behandlung unterzogen wurde, aufzubauen. Außerdem ist es im Fall eines in ein Gehäuse 9, wie bereits genannt, einge schlossenen Röntgendetektors 6 auf entsprechende Weise er wünscht, zumindest die Komponenten auf der Seite des Rönt gendetektors 6, die dem Elektronenstrahl 1 zugewandt ist, einschließlich des Gehäuses 9, aus dem vorstehend genannten unmagnetischen Metall herzustellen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Aufbauten, bei denen der Elektronen strahl 1 rechtwinklig zur Bodenfläche der Probe 2 aufge strahlt wird. Wenn die Probe 2 schräg gestellt wird, kann der zulässige Bereich von Winkeln, unter denen die an der Bodenfläche des feinen Lochs erzeugte Röntgenstrahlung beob achtet wird, vergrößert werden. Es sei z. B. angenommen, daß die Probe 2 um einen Winkel Θ gegen die Horizontale geneigt ist, wie in Fig. 12 dargestellt. Es ist zu beachten, daß Θ zuvor so definiert wurde, daß tanΘ den Wert a/d hat, wobei a und d der Radius bzw. die Tiefe eines feinen Lochs sind. In diesem Fall entspricht ein Winkel α, unter dem Röntgen strahlung von einer Position über dem feinen Loch beobachtet werden kann, ohne daß sie durch die Seitenwand des feinen Lochs behindert wird, dem Wert 2×Θ, was zu einem zulässigen Bereich von Erfassungswinkeln führt, der doppelt so groß ist wie der bei einer nicht geneigten Probe 2. Auf diese Weise kann durch Schrägstellen der Oberfläche der Probe 2 relativ zum eingestrahlten Elektronenstrahl 1 der zulässige Bereich von Beobachtungswinkeln für Röntgenstrahlung erweitert wer den, was es ermöglicht, die Empfindlichkeit der Röntgener fassung entsprechend zu erhöhen. Darüber hinaus kann die Röntgenstrahlung einfach beobachtet werden.

Es ist zu beachten, daß der zulässige Bereich von Winkeln, die zur Mittelachse des Elektronenstrahls bestehen und unter denen die Röntgenstrahlung beobachtet wird, nicht notwendi gerweise auf die Bereiche der Winkel Θ und α beschränkt ist, wie in den Fig. 2 bzw. 12 dargestellt. Wie in Fig. 13 ge zeigt, gehört zur Röntgenstrahlung, wie sie an der Boden fläche eines feinen Lochs durch das Anwenden eines einge strahlten Elektronenstrahls erzeugt wird, auch Röntgenstrah lung 5′, die die Seitenwand des feinen Lochs durchdringt, bevor sie am Detektor 6 eintrifft, zusätzlich zur Röntgen strahlung 5, die am Detektor 6 ankommt, ohne durch die Sei tenwand des feinen Lochs behindert zu werden. In diesem Fall hat die Transmissionsrate der durchdringenden Röntgenstrah lung 5′ einen variablen Wert, der vom Material, aus dem die Seitenwand des feinen Lochs besteht, dem Typ (oder der Ener gie) der Röntgenstrahlung und der Lochgröße (d. h. dem Durchmesser und der Tiefe) des feinen Lochs abhängt. Es sei z. B. angenommen, daß das Material der Seitenwand ein Re sistfilm ist wie im Fall eines Kontaktlochs eines Halblei ter-Bauelements. Für diesen Fall ist in Fig. 14 die Abhän gigkeit der Transmissionsrate R_t der von Elementen wie C, O oder Si, wie bereits genannt, erzeugten Röntgenstrahlung vom zur Mittelachse des eingestrahlten Elektronenstrahls gebil deten Erfassungswinkel (Θ_d) dargestellt. Unter der Transmis sionsrate R_t ist die Rate zu verstehen, mit der Röntgen strahlung die Resistfilm-Seitenwand durchdringt und am De tektor 6 ankommt. Es ist zu beachten, daß die Figur die Ab hängigkeit für die folgenden Lochabmessungen zeigt: Loch durchmesser (2a) 0,2 µm, Tiefe (d) 1 µm und Seitenverhältnis d/2a 5,0. In diesem Fall ist der Winkel Θ vorab so defi niert, daß tanΘ den Wert a/d hat, was 5,71° ist. Aus der Figur ist erkennbar, daß Kohlenstoff-Röntgenstrahlung bei nahe ganz absorbiert wird, sobald sie in den Resistfilm ein tritt. Bei einem Erfassungswinkel Θ_d, der den Winkel Θ (= 5,71°) übersteigt, kann demgemäß keine Kohlenstoff-Rönt genstrahlung beobachtet werden. Im Ergebnis muß der Erfas sungswinkel Θ_d kleiner als der Winkel Θ sein, damit Kohlen stoff-Röntgenstrahlung am Detektor 6 ankommen kann. Anderer seits durchläuft Sauerstoff-Röntgenstrahlung den Resistfilm mit einer Transmissionsrate von ungefähr 10% und kann dem gemäß selbst dann am Detektor 6 ankommen, wenn der Erfas sungswinkel auf 20° eingestellt ist. Was Silizium-Röntgen strahlung betrifft, ist die Absorptionsrate durch den Re sistfilm sehr niedrig. Demgemäß durchdringt Silizium-Rönt genstrahlung den Resistfilm mit einer Transmissionsrate von ungefähr 80% und kann daher selbst dann am Detektor 6 an kommen, wenn der Erfassungswinkel auf 60° eingestellt ist. Aus diesem Grund kann Röntgenstrahlung mit einer Energie über der von Silizium und Aluminium auch unter einem Winkel von mehr als 22° zur Mittelachse des Elektronenstrahls beob achtet werden, wie es allgemein bekannt ist.

Fig. 15 zeigt, wie sich die Transmissionsrate von Sauer stoff-Röntgenstrahlung mit einer Änderung des Seitenverhält nisses d/2a eines Kontaktlochs unter denselben Bedingungen wie oben beschrieben ändert. Aus der Figur ist erkennbar, daß, je kleiner das Seitenverhältnis d/2a ist, der Transmis sionsweg im wesentlichen um so kürzer ist, d. h. der Weg in der Seitenwand des Kontaktlochs, der von Sauerstoff-Röntgen strahlung zurückgelegt wird, die von einer Röntgenquelle an der Bodenfläche des Kontaktlochs herrührt und die Seitenwand des Kontaktlochs zum Detektor 6 durchdringt. Im Ergebnis nimmt die Transmissionsrate der Röntgenstrahlung zu. Demge mäß kann, wenn die Bodenfläche eines Kontaktlochs mit klei nem Seitenverhältnis analysiert wird, die Analyse mit hohem Empfindlichkeitsgrad z. B. dadurch ausgeführt werden, daß die gesamte Röntgenstrahlung unter Erfassungswinkeln kleiner als 20° zur Mittelachse des eingestrahlten Elektronenstrahls erfaßt wird. Es ist zu beachten, daß bei den vorstehend be schriebenen Beispielen die Seitenwand des Kontaktlochs aus einem Material mit einer solchen Eigenschaft besteht, daß Röntgenstrahlung sehr einfach hindurchdringen kann. Jedoch ist es erforderlich, Maßnahmen gegen die Tatsache zu tref fen, daß im Fall einer Lochseitenwand aus einem SiO₂-Film oder anderen Materialien die Transmissionsrate für Röntgen strahlung verringert ist. Aus der vorstehend gegebenen Er läuterung ist es erkennbar, daß dann, wenn ein Röntgendetek tor unter einem Winkel angebracht wird, der es ermöglicht, daß auch Röntgenstrahlung beobachtet werden kann, die durch die Seitenwand des Kontaktlochs gedrungen ist, in manchen Fällen die Größe des erfaßten Signals erhöht werden kann, was hochempfindliche Analysen ermöglicht. Demgemäß besteht für die Position zum Beobachten von Röntgenstrahlung gemäß der Erfindung keine Beschränkung nur auf den Bereich mit den Obergrenzen, wie sie durch den Winkel Θ festgelegt sind, der so definiert ist, daß tanΘ den Wert a/d hat. Statt dessen kann die Beobachtung an einer Position in einem Bereich von Winkeln ausgeführt werden, in dem nach oben emittierte Rönt genstrahlung nach dem Durchdringen der Seitenwand des Kon taktlochs ebenfalls erfaßt werden kann. Dennoch ist es er wünscht, Röntgenstrahlung mit einem Winkel unter 20° zu be obachten.

Durch die Erfindung kann Röntgenstrahlung, wie sie durch das Anwenden eines Elektronenstrahls mit niedriger Energie auf die Oberfläche einer Probe erzeugt wird, von einer Position in einer Richtung nahe am Elektronenstrahl beobachtet wer den. Demgemäß kann qualitative und quantitative Rückstands analyse an der Oberfläche der Probe mit hoher Empfindlich keit selbst bei einer Probe mit großen Oberflächenstufen ausgeführt werden, ohne die Probe zu zerstören. Im Ergebnis kann die Probe (z. B. ein Wafer) in den Fertigungsprozeß rückgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 2

In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel gemäß der Er findung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel durch läuft ein beschleunigter Elektronenstrahl 1 ein Durchgangs loch 11 in der Mitte eines Detektors 10, der zwischen einer Objektivlinse 3 und einer Kondensorlinse 4 angebracht ist. Der eingestrahlte Elektronenstrahl 1 wirkt dann rechtwinklig auf die Oberfläche einer Probe 2 ein. Ausreichende Funktion ergibt sich mit einem Durchgangsloch 11 mit einem Durchmes ser im Bereich von ungefähr 0,1 bis 5 mm. Durch Anwendung des eingestrahlten Elektronenstrahls 1 erzeugte Röntgen strahlung 5 wird durch den Detektor 10 erfaßt, um analysiert zu werden.

Da die Form der für den Detektor 10 verwendeten Erfassungs vorrichtung einem Torus ähnelt, kann der Erfassungsbereich der Erfassungsvorrichtung im Vergleich zu demjenigen beim beim ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Detektor 6 ver größert werden. Genauer gesagt, hat der Detektor 10 im Ge gensatz zum Erfassungsfläche von lediglich 30 mm² im Fall des Detektors 6 einen Erfassungsfläche von 150 mm², d. h. den fünffachen Wert. Im Ergebnis kann die Rückstandsanalyse mit hoher Empfindlichkeit, im Vergleich zu der beim ersten Ausführungsbeispiel, ausgeführt werden.

Es ist jedoch zu beachten, daß die Form des Detektors 10 nicht notwendigerweise einem Torus ähneln muß, wie vorste hend beschrieben. Statt dessen kann ein Detektor mit anderer Struktur als Ersatz verwendet werden, solange der Erfas sungsbereich seiner Erfassungsvorrichtung wesentlich erhöht ist. Z. B. können mehrere Detektoren 6, die dem beim ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Detektor entsprechen, um den Elektronenstrahl 1 herum angeordnet werden. Als andere Al ternative kann die Einheit zum Aufnehmen des Detektors 6 im Gehäuse 9 ringförmig konstruiert sein, wobei mehrere Erfas sungsvorrichtungen so angeordnet sind, daß sie eine kreis förmige Struktur bilden. Ein wesentliches Merkmal dieses Ausführungsbeispiels ist die Tatsache, daß die Erfassungs fläche der Erfassungsvorrichtung wesentlich erhöht ist, ohne daß der Elektronenstrahl 1 behindert ist.

Wie vorstehend beschrieben, ist es möglich, da bei diesem Ausführungsbeispiel die Empfangsfläche des Detektors im Ver gleich zu der beim ersten Ausführungsbeispiel vergrößert werden kann, Rückstandsanalyse mit hoher Empfindlichkeit auszuführen.

Ausführungsbeispiel 3

Ein noch anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Detektor 6 mit Energieanalysierfunktion im Innenraum inner halb einer Objektivlinse 3 angeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Detektor 6 mit der selben Struktur wie der beim ersten Ausführungsbeispiel zum Erfassen von Röntgenstrahlung verwendet. Jedoch kann auch ein Detektor 10 mit koaxialer Torusform wie derjenige beim zweiten Ausführungsbeispiel in einem Innenraum innerhalb der Objektivlinse 3 angebracht werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Detektor 6 an einer Position dichter an der Probe 2 als im Fall des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels angebracht werden, was es er möglicht, ein Röntgenerfassungssignal mit hoher Intensität zu erhalten. Im Ergebnis kann Rückstandsanalyse mit höherer Empfindlichkeit ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 4

Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Detektor 6 mit Energieanalysierfunktion im Innenraum der Kondensorlinse 4 angebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Detektor 6 mit derselben Struktur wie der beim er sten Ausführungsbeispiel zum Erfassen von Röntgenstrahlung verwendet. Jedoch kann auch ein Detektor 10 mit koaxialer Form, wie der beim zweiten Ausführungsbeispiel verwendete, ebenfalls in einem Innenraum der Kondensorlinse 4 angebracht werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand des Detektors 6 von der Oberfläche der Probe 2 im Vergleich zu den Abstän den beim ersten bis dritten Ausführungsbeispiel lang. Demge mäß ist die Intensität des erhaltenen Röntgenerfassungssi gnals leicht verringert. Jedoch kann bei erhöhtem Abstand des Detektors 6 zur Oberfläche der Probe 2 eine Analyse einer Probe mit einem Winkel Θ kleiner als dem in Fig. 2 dargestellten ausgeführt werden, was heißt, daß ein Rück stand in einem feinen Loch mit einem kleineren Durchmesser 2a analysiert werden kann.

Ausführungsbeispiel 5

Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Detektor 6 unter der Objektivlinse 3 angeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Abstand des Detek tors 6 zur Oberfläche der Probe 2 im Vergleich zum Fall beim ersten bis dritten Ausführungsbeispiel verkürzt werden. Dem gemäß kann an der Oberfläche der Probe 2 erzeugte Röntgen strahlung ohne Abschwächung erfaßt werden. Im Ergebnis kann Rückstandsanalyse mit hoher Empfindlichkeit, im Vergleich zu der beim ersten bis vierten Ausführungsbeispiel, ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 6

Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 7 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein torusförmiger Röntgendetektor 10 mit einem Durchgangsloch 11 in seiner Mitte zum Hindurchlassen eines eingestrahlten Elektronenstrahls 1 unter der Objektivlinse 3 angeordnet.

Sehr ähnlich wie beim fünften Ausführungsbeispiel ist der Abstand des Detektors 10 zur Oberfläche der Probe 2 bei die sem Ausführungsbeispiel verkürzt, und darüber hinaus kann, sehr ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel, die Er fassungsfläche der Erfassungsvorrichtung vergrößert werden. Im Ergebnis kann Rückstandsanalyse mit hoher Empfindlich keit, im Vergleich zu der beim ersten bis fünften Ausfüh rungsbeispiel, ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiel 7

Gemäß der Beschreibung zu diesem Ausführungsbeispiel wird ein Analyseablauf zum Ausführen einer quantitativen Analyse hinsichtlich der Dicke eines Rückstands auf der Oberfläche einer Probe erläutert.

Zunächst wird der Strahlstrom eines Elektronenstrahls 1 un ter Verwendung einer Meßeinrichtung wie eines Faradaybecher-Sammlers, der innerhalb einer Analysiervorrichtung vorhanden ist, gemessen. Obwohl die Einrichtung zum Messen des Strahl stroms nicht an einer speziell vorgeschriebenen Position an gebracht sein muß, ist es erwünscht, diese Einrichtung am Probenhalter zum Halten einer Probe 2 anzubringen. Dann wird die Position von Rückstand an der Oberfläche der zu analy sierenden Probe 2 mittels eines Sekundärelektronendetektors 8 analysiert. Schließlich wird quantitative Analyse hin sichtlich der Rückstandsdicke gemäß einem Verfahren ausge führt, wie es bei einem der vorstehenden Ausführungsbeispie le 1 bis 6 verwendet ist.

Bei den Analyseverfahren und -vorrichtungen, wie sie durch die bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele 1 bis 6 reali siert sind, ist einer der Faktoren, der eine Verschlechte rung der Genauigkeit der Rückstandsdicke-Analyse hervorruft, eine Schwankung des Strahlstroms des Elektronenstrahls 1 aus verschiedenen Gründen. Da die Größe der an der Oberfläche der Probe 2 erzeugten Röntgenstrahlung 5 proportional zur Stromdichte des eingestrahlten Elektronenstrahls ist, ändert sich die Stärke der erzeugten Röntgenstrahlung mit dem Strahlstrom. Demgemäß kann die Rückstandsdicke nicht genau gemessen werden. Um die Rückstandsdicke mit hoher Genauig keit zu messen, ist es demgemäß erforderlich, die Beziehung zwischen der Stromstärke des Elektronenstrahls und der Meß signalstärke für die Röntgenstrahlung 5 klarzustellen. Gemäß dem Meßablauf dieses Ausführungsbeispiels wird die Meßsi gnalintensität für die Röntgenstrahlung 5 nach einer Messung der Stromstärke des Elektronenstrahls gemessen. Demgemäß kann Information zur Beziehung zwischen der Stromstärke des Elektronenstrahls und der Meßsignalintensität für die Rönt genstrahlung 5 erhalten werden. Im Ergebnis kann die Rück standsdicke mit hoher Genauigkeit durch Normierung der Meß signalintensität für die Röntgenstrahlung 5 unter Verwendung der Stromstärke des Elektronenstrahls gemessen werden.

Im Fall einer Analysevorrichtung, die mit einer Positions meß(Positionsüberwachungs)-Einheit, einem Speicher und einem Antriebssteuerungsmechanismus für einen Probentisch dersel ben versehen ist, werden die Position des Meßinstruments für den Elektronenstrahlstrom sowie die Position eines Instru ments zum Ausführen einer quantitativen Analyse der Probe, oder mehrerer derartiger Positionen für die quantitative Analyse, wenn anwendbar, in den Speicher eingespeichert.

Durch Verstellen des Probentischs mit hoher Geschwindigkeit in eine beliebige Position können die Messung des Elektro nenstrahlstroms und die Analyse der Probenoberfläche abwech selnd mit hohem Wirkungsgrad ausgeführt werden.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht es dieses Ausfüh rungsbeispiel, Information zum Elektronenstrahlstrom und zur Meßsignalintensität für die Röntgenstrahlung 5 genau zu er halten, und die Rückstandsdicke kann demgemäß mit hoher Ge nauigkeit dadurch gemessen werden, daß die Meßsignalintensi tät für die Röntgenstrahlung 5 mittels des Elektronenstrahl stroms normiert wird.

Ausführungsbeispiel 8

Durch die Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels wird ein Analyseablauf erläutert, der dazu dient, eine quantitative Analyse für die Dicke von Rückstand auf der Oberfläche einer Probe auszuführen, wobei sich dieser Ablauf von dem des siebten Ausführungsbeispiels unterscheidet.

Zunächst wird die Intensität der von einer Bezugsprobe, de ren Materialeigenschaften vorab bekannt sind, erzeugten Röntgenstrahlung gemessen. Obwohl die Bezugsprobe nicht an einer speziell vorgegebenen Position angeordnet werden muß, ist es erwünscht, die Bezugsprobe auf einem Probenhalter zum Halten einer Probe 2 anzuordnen. Dann wird die Position von Rückstand auf der Oberfläche der zu analysierenden Probe 2 mittels eines Sekundärelektronendetektors 8 erfaßt. Schließ lich wird eine quantitative Analyse der Rückstandsdicke ge mäß einem der Verfahren ausgeführt, wie sie beim ersten bis sechsten Ausführungsbeispiel beschrieben sind.

Das obenbeschriebene siebte Ausführungsbeispiel verwendet ein Analyseverfahren mit einer Normierung der Meßsignalin tensität für die Röntgenstrahlung 5 durch den Elektronen strahlstrom. Andererseits wird bei diesem Ausführungsbei spiel ein Analyseverfahren vorgenommen, bei dem die Meßsi gnalintensität für die Röntgenstrahlung 5 durch die Meßsi gnalintensität der von der Bezugsprobe erzeugten Röntgen strahlung 5 normiert wird. Auch beim Verfahren dieses Aus führungsbeispiels werden dieselben Wirkungen wie beim sieb ten Ausführungsbeispiel erhalten.

Ausführungsbeispiel 9

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Messung der Dicke einer teilweise entfernten unteren Schicht an der Oberfläche des Bodens eines Lochs, wie sie sich bei einem Mustererzeu gungsprozeß für ein Kontaktloch in einem Halbleiter-Her stellprozeß ergibt, erläutert. Bei der Messung wird ein Ver fahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8 verwen det.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das Querschnitte von Kontaktlöchern in einem Halbleiter-Bauelement zeigt. Ein Isolierfilm 13, ein Gateisolierfilm 14 und eine Gateelektrode 15 sind auf einem Siliziumsubstrat 12 vorhanden. 16 bezeichnet eine Source- und Drainschicht mit hoher Konzentration, wohingegen 17 eine Resistschicht bezeichnet. Unter dieser liegt ein Zwischenschicht-Isolierfilm. 19 und 20 sind Kontaktlöcher.

Ein weiteres Kontaktloch 21 ist vorhanden, um die Dicke eines entfernten Materials einer darunterliegenden Schicht, nämlich des Isolierfilms 13 zur Elementisolation, zu bestim men.

Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß im Halbleiter-Bauelement ein Kontaktloch ausgebildet ist, das dazu verwendet wird, die Dicke eines entfernten Materials, das eine darunterliegende Schicht bildete, zu bestimmen. Zum Messen der Rückstandsdicke des elementisolierenden Isolier films 13 an der Oberfläche des Bodens des Kontaktlochs 21 wird ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8 verwendet. Aus der Differenz zwischen der ursprüngli chen Dicke des elementisolierenden Isolierfilms 13 vor der Mustererzeugung des Kontaktlochs 21 sowie der Dicke nach der Kontaktloch-Mustererzeugung kann die Dicke bestimmt werden, mit der das Material der darunterliegenden Schicht entfernt wurde.

Bei der Messung der Rückstandsdicke des elementisolierenden Isoliermaterials 13 ist der Punkt zu berücksichtigen, daß es erforderlich ist, die Beschleunigungsspannung des Elektro nenstrahls zweckentsprechend abhängig von der Rückstands dicke einzustellen. In Fig. 9 ist die Abhängigkeit der Signalstärke der Röntgenstrahlung von der Dicke des Isolier films (einem SiO₂-Film) dargestellt. Aus der Figur ist es erkennbar, daß die Signalintensität für die Röntgenstrahlung bei einer Beschleunigungsspannung von 2 keV hoch ist, daß jedoch andererseits für relativ hohe Werte der Dicke des SiO₂-Films die Signalintensität der Röntgenstrahlung in Sät tigung geht, was es unmöglich macht, die Dicke des SiO₂-Films zu messen. Bei einer Beschleunigungsspannung von 5 keV ist dagegen die Signalintensität der Röntgenstrahlung ge ring, jedoch kann die Dicke eines dickeren SiO₂-Films gemes sen werden. Die Tatsache, daß die Signalintensität der Rönt genstrahlung um so höher ist, je niedriger die Beschleuni gungsspannung ist, ist der Tatsache zuzuschreiben, daß die Gesamtmenge an Röntgenstrahlung eine Funktion der Beschleu nigungsspannung ist. Bei einer Beschleunigungsspannung, die ungefähr das Dreifache der Energie der Röntgenstrahlung ist (ungefähr 0,5 keV im Fall von OKα-Röntgenstrahlung), er reicht die Gesamtmenge an Röntgenstrahlung den Maximalwert; siehe hierzu "Optical Systems for Soft X-rays" von A. G. Michette, Plenum Press, New York, 186, S. 22. Es ist zu be achten, daß dann, wenn die Beschleunigungsspannung auf einen Wert über 5 keV erhöht wird, die Signalstärke der Röntgen strahlung deutlich abnimmt, was es unmöglich macht, eine Rückstandsdicke zu messen. Die Tatsache, daß die Messung der Dicke eines SiO₂-Films um so besser möglich ist, je höher die Beschleunigungsspannung ist, ist der Tatsache zuzu schreiben, daß der Einstrahlungsbereich von Elektronen in den Film um so tiefer ist, je höher die Beschleunigungsspan nung ist. Aus den vorstehend beschriebenen Gründen ist es erforderlich, die Beschleunigungsspannung im Fall eines dün nen SiO₂-Films auf 2 keV zu verringern, sie aber im Fall eines dicken SiO₂-Films auf 5 keV zu erhöhen.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß diesem Ausführungs beispiel ein Kontaktloch ausgebildet, um die Dicke abzu schätzen, mit der ein auf einem Halbleiter-Bauelement vor handenes Material einer unteren Schicht entfernt wurde. Durch Messen der Rückstandsdicke des Materials der unteren Schicht an der Oberfläche des Bodens des Kontaktlochs mit geeigneter Beschleunigungsspannung kann eine Echtzeitauswer tung für die Dicke ausgeführt werden, mit der das Material der unteren Schicht entfernt wurde.

Ausführungsbeispiel 10

Dieses Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zum Ermit teln, ob ein bei einem Halbleiter-Herstellprozeß hergestell tes Kontaktloch vollständig geöffnet ist oder nicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8 verwendet.

Fig. 16 zeigt einen Zustand, bei dem eine Analyse eines SiO₂-Rückstands an der Oberfläche des Bodens eines Kontakt lochs in einem Halbleiter-Bauelement ausgeführt wird. Wie in der Figur dargestellt, ist ein Kontaktloch H in einem SiO₂-Film 2 in einem Siliziumsubstrat 2′ ausgebildet. Auf dem Boden des Kontaktlochs H existiert ein SiO₂-Rückstand 2′′.

Auf den SiO₂-Rückstand 2′′ wirkt ein eingestrahlter Elektro nenstrahl 1 mit einer Beschleunigungsspannung von 5 keV. Im Fall eines SiO₂-Rückstands 2′′ mit kleiner Dicke h ermöglicht es ein Elektronenstrahl 1 mit einer Beschleunigungsspannung von 5 keV, daß eingestrahlte Elektronen den SiO₂-Rückstand 2′′ leicht durchdringen können und am Siliziumsubstrat 2′ an kommen. Demgemäß erstreckt sich ein Röntgenstrahlung 5 er zeugender Bereich P bis in tiefe Stellen im Siliziumsubstrat 2′. Für diesen Fall ist das Spektrum der erzeugten Röntgen strahlung 5 in Fig. 17 dargestellt. Da der Röntgenerzeu gungsbereich P einen Abschnitt im Siliziumsubstrat 2′ hat, der größer als der Abschnitt im SiO₂-Rückstand 2′′ ist, ist die Signalintensität der Si-Röntgenstrahlung hoch, und ande rerseits ist die Signalintensität der O-Röntgenstrahlung vom SiO₂-Rückstand 2′′ gering. Aus diesem Grund ist es erforder lich, die Meßzeit zu verlängern, um das Vorhandensein/Fehlen eines dünnen SiO₂-Rückstands zu ermitteln. Außerdem ist bei einer hohen Beschleunigungsspannung von 5 keV das Ausmaß an Störsignalen, wie sie durch die sogenannte Bremsstrahlung hervorgerufen werden, groß, und von der Seitenwand (die ebenfalls ein SiO₂-Film ist) des Kontaktlochs durch an der Oberfläche des Bodens des Lochs reflektierte Elektronen er zeugte Röntgenstrahlung wird ebenfalls unvermeidlich erfaßt, was die Analysegenauigkeit verringert.

Im Fall eines Elektronenstrahls mit einer geringen Beschleu nigungsspannung von 2 keV ist dagegen die Verteilung des Röntgenstrahlung im Siliziumsubstrat 2′ erzeugenden Bereichs P klein im Vergleich mit der bei der obenbeschriebenen Be schleunigungsspannung von 5 keV, wie in Fig. 18 dargestellt. Für diesen Fall ist das Spektrum der erzeugten Röntgenstrah lung in Fig. 19 dargestellt. Wie beim obigen neunten Ausfüh rungsbeispiel beschrieben, erreicht die Signalstärke der O-Röntgenstrahlung bei einer Beschleunigungsspannung von 1,5 bis 2 keV ihren Maximalwert. In diesem Fall ist daher die Signalstärke der O-Röntgenstrahlung hoch im Vergleich zu der in Fig. 17 dargestellten. Im Fall einer Beschleunigungsspan nung von 2 keV ist es dagegen schwierig, Si-Röntgenstrahlung zu erregen, und außerdem ist die Erstreckung des Röntgen strahlung-Erzeugungsbereichs P im Siliziumsubstrat 2′ klein. Demgemäß ist die Signalstärke der Si-Röntgenstrahlung nied rig. Darüber hinaus werden bei einer niedrigen Beschleuni gungsspannung nur wenig reflektierte Elektronen und Stör signale durch Bremsstrahlung erzeugt, was es ermöglicht, das Hintergrundrauschen zu verringern und die Anzahl fehlerhaf ter Signale, wie sie von der Seitenwand eines Kontaktlochs herrühren, zu verringern. Im Ergebnis kann eine Analyse mit tels Sauerstoffröntgenstrahlung mit hohem Empfindlichkeits grad ausgeführt werden. Aus diesen Gründen ist es möglich, das Vorhandensein/Fehlen von SiO₂-Rückstand an der Oberflä che des Bodens eines Kontaktlochs zu ermitteln.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht es dieses Ausfüh rungsbeispiel, von leichten Elementen wie C und O erzeugte Röntgenstrahlung mit hoher Empfindlichkeit zu analysieren, wenn die Röntgenanalyse dadurch ausgeführt wird, daß der eingestrahlte Elektronenstrahl mit einer geringen Beschleu nigungsspannung von 2 keV beschleunigt wird. Im Ergebnis ist es innerhalb kurzer Zeit möglich, zu ermitteln, ob die Öff nung eines Kontaktlochs vollständig ist oder nicht.

Ausführungsbeispiel 11

In Fig. 10 ist ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Er findung dargestellt. Diese Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem eine Einrichtung zum Beheizen der Oberfläche einer Probe 2 vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Bereich an der Oberfläche der Probe 2 einschließlich eines Orts, auf den ein eingestrahlter Elektronenstrahl 1 gerichtet wird, erwärmt, während der eingestrahlte Elektro nenstrahl 1 auf den Ort gerichtet wird. Indessen wird Rück stand an der Oberfläche der Probe 2 unter Verwendung eines Verfahrens analysiert, wie es bei einem der Ausführungsbei spiel 1 bis 7 verwendet wird. Als Einrichtung zum Erwärmen der Oberfläche der Probe 2 wird ein Halbleiterlaser 22 mit einer Wellenlänge von 800 nm verwendet, um eingestrahltes Laserlicht auf die Oberfläche der Probe 2 zu richten. Auf diese Weise wird ein Bereich an der Oberfläche der Probe 2 mit einem Durchmesser von ungefähr 5 mm, auf den das Laser licht wirkt, auf eine Temperatur von 200°C erwärmt.

Wenn ein eingestrahlter Elektronenstrahl 1 auf die Oberflä che der Probe 2 wirkt, haftet eine Kohlenstoffverbindung in demjenigen Bereich an der Oberfläche der Probe 2 an, auf den der Elektronenstrahl 1 wirkt. Wenn die Intensität der durch den Rückstand erzeugten Röntgenstrahlung z. B. wegen gerin ger Rückstandsdicke klein ist, ist die Analyseempfindlich keit während der Analyse des Rückstands an der Oberfläche der Probe 2 wegen der Wirkung der anhaftenden Kohlenstoff verbindung gering. Um einen dünnen Rückstand mit hoher Em pfindlichkeit zu analysieren, ist es demgemäß erforderlich, zu verhindern, daß wegen der Anwendung dieses Elektronen strahls eine Kohlenstoffverbindung an der Oberfläche der Probe 2 anhaftet. Durch Erwärmen dieser Oberfläche auf eine Temperatur von 200°C gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann ein Anhaften einer Kohlenstoffverbindung an der Oberfläche der Probe 2 verhindert werden, was es ermöglicht, daß eine Rückstandsanalyse selbst dann mit hoher Empfindlichkeit aus geführt werden kann, wenn die Intensität der durch den Rück stand erzeugten Röntgenstrahlung gering ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Halbleiterlaser als Einrichtung zum Erwärmen der Oberfläche einer Probe verwen det. Es ist jedoch zu beachten, daß für die Einrichtung zum Erwärmen der Oberfläche einer Probe nicht notwendigerweise eine Beschränkung auf einen Halbleiterlaser besteht. Es kann jede Heizeinrichtung verwendet werden, solange sie die Ober fläche der Probe in ausreichender Weise erwärmen kann. Es ist zu beachten, daß es erforderlich ist, um das Anhaften einer Kohlenstoffverbindung an der Oberfläche einer Probe zu verhindern, die Heiztemperatur für die Oberfläche der Probe auf einen Wert über 100°C einzustellen.

Es kann durch eine andere Technik als Erwärmen der Probe verhindert werden, daß eine Kohlenstoffverbindung an der Oberfläche derselben anhaftet. Die Einrichtung zum Erzeugen von Röntgenstrahlung durch Anwenden eines eingestrahlten Elektronenstrahls sowie die Einrichtung zum Analysieren der erzeugten Röntgenstrahlung sind in einer Vakuumkammer unter gebracht. Wenn das Vakuum in der Vakuumkammer auf 1,33×10^-6 hPa (1×10^-6 Torr) oder weniger eingestellt wird, kann die Menge von in der Vakuumkammer existierenden Kohlenstoff verbindungen verringert werden, wodurch verhindert werden kann, daß eine Kohlenstoffverbindung an der Oberfläche einer Probe anhaftet.

Wie vorstehend beschrieben, kann das Anhaften einer Kohlen stoffverbindung an der Oberfläche einer Probe gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Erwärmen der Oberfläche der Probe verhindert werden, was es ermöglicht, einen Rückstand mit hoher Empfindlichkeit zu messen.

Ausführungsbeispiel 12

Die Analyseverfahren und -vorrichtungen gemäß den Ausfüh rungsbeispielen 1 bis 10 können mit Zusatzfunktionen verse hen werden, um ihre Universalität als Analyseverfahren bzw. -vorrichtungen zu erweitern. Als Zusatzfunktionen kann an die Funktion des Messens der Abmessungen eines feinen Mu sters (oder eine Längenmeßfunktion) und eine Funktion zum Beschleunigen des Elektronenstrahls auf hohe Geschwindigkeit gedacht werden. In Fig. 11 ist ein Ausführungsbeispiel dar gestellt, das diese Zusatzfunktionen beinhaltet. Wie in die ser Figur dargestellt, wird ein von einer Elektronenstrahl quelle 23 abgestrahlter Elektronenstrahl 1 durch eine Kon densorlinse 4 und eine Objektivlinse 3 konvergiert, bevor er auf die Oberfläche einer in einer Probenkammer 30 angeordne ten Probe 2 angewandt wird. Von der Oberfläche der Probe 2 durch Einwirkung des Elektronenstrahls 1 erzeugte Röntgen strahlung 5 wird durch einen Röntgendetektor 6 mit Energie analysierfunktion erfaßt, der in einer Vakuumkammer 29 ange bracht ist. Der Röntgendetektor 6 ist an einer Position in einer Richtung dicht bei der Mittelachse des Elektronen strahls 1 angebracht, gesehen von der Position auf der Ober fläche der Position 2, auf die der eingestrahlte Elektronen strahl 1 wirkt. Das vom Röntgendetektor 6 ausgegebene Rönt generfassungssignal wird durch eine Steuerung 24 verarbei tet, bevor es an eine Steuerungs- und Verarbeitungseinrich tung 25 übertragen wird, wo Analyseergebnisse dargestellt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Beschleunigungsener gie für den Elektronenstrahl 1 unter Verwendung einer Steue rungseinrichtung 26 frei zwischen 0,1 und 200 keV verändert werden. Im Fall eines Elektronenstrahls 1 mit niedriger Be schleunigungsenergie kann qualitative und quantitative Ana lyse für einen Rückstand an der Oberfläche der Probe 2 durch Erfassen der an der Oberfläche der Probe 2 erzeugten Rönt genstrahlung ausgeführt werden, wie insoweit beschrieben. Was einen Elektronenstrahl 1 mit hoher Beschleunigungsener gie über 50 keV betrifft, kann dagegen ein Bild für die Oberfläche der Probe 2 dadurch erhalten werden, daß Sekun där- und reflektierte Elektronen von der Oberfläche der Pro be 2 erfaßt werden. Insbesondere verfügt ein Elektron mit hoher Beschleunigungsenergie auch über ausreichend hohe Energie zum Durchdringen einer Substanz. So kann z. B. eine Form innerhalb eines feinen Lochs durch Erfassen reflektier ter Elektronen beobachtet werden. Diese Sekundär- und re flektierten Elektronen werden unter Verwendung eines Elek tronendetektors 27 erfaßt. Im Ergebnis kann nicht nur die Form innerhalb eines feinen Lochs beobachtet werden, sondern es ist auch möglich, die Art eines Elements zu erkennen, das die Form bildet, oder dergleichen.

Die in Fig. 11 dargestellte Vorrichtung hat die Zusatzfunk tion des Messens der Länge eines feinen Musters. Die Abmes sungen eines feinen Musters werden typischerweise so gemes sen, wie es nachfolgend beschrieben wird. Die Oberfläche der Probe 2 wird dadurch mittels des Elektronenstrahls 1 abgera stert, daß ein in der Objektivlinse 3 vorhandener Ablenker mittels der Steuerungseinrichtung 26 gesteuert wird. An der Oberfläche der Probe 2 erzeugte Sekundärelektronen werden erfaßt, um auf einem Anzeigeschirm der Steuerungs- und Ver arbeitungseinrichtung 26 ein Sekundärelektronenbild der Oberfläche der Probe 2 anzuzeigen. In diesem Fall funktio niert ein Elektronenstrahl 1 mit einer Beschleunigungsener gie unter 5 keV. Während das Sekundärelektronenbild beobach tet wird, zeigt sich ein feines Muster, dessen Abmessungen zu messen sind. Auf diese Weise kann Information betreffend die Abmessungen eines feinen Musters aus dem Ausmaß der Ab lenkung des Elektronenstrahls 1 erhalten werden. Anstelle einer Ablenkung des Elektronenstrahls 1 kann ein Probentisch 28 mittels einer Tischsteuereinrichtung 32 verstellt werden. Dann können die Abmessungen des feinen Musters auch aus dem Verstellweg herausgefunden werden.

Es ist zu beachten, daß das Innere eines Elektronenein strahlsystems zum Anwenden eines eingestrahlten Elektronen strahls 1 auf die Oberfläche einer Probe 2 und zum Erzeugen von Röntgenstrahlen wie auch von Sekundär- und reflektierten Elektronen von derselben, wie auch das Innere eines Erfas sungssystems zum Erfassen der erzeugten Röntgenstrahlung, wie auch von Sekundär- und reflektierten Elektronen unter Verwendung eines Abpumpsystems 31 auf Hochvakuum evakuiert sind.

Wie vorstehend beschrieben, ermöglicht es dieses Ausfüh rungsbeispiel, die Form von Rückständen zu beobachten und die Abmessungen eines feinen Lochs zu messen, zusätzlich zu einer qualitativen und quantitativen Analyse von Rückstän den. Im Ergebnis kann vollständigere Information zu einem feinen Muster erhalten werden.

Die Erfindung wurde insoweit dadurch erläutert, daß ver schiedene Ausführungsbeispiele beschrieben wurden. Um Rönt genstrahlung wirkungsvoll zu erfassen, sind Einrichtungen zum feinen Einstellen der Positionen optischer Elemente und eines Detektors erforderlich. Obwohl diese Einstelleinrich tungen in den Figuren nicht dargestellt sind, können, falls erforderlich, Positions-Feineinstellstrukturen vorhanden sein. Außerdem gehören Kombinationen beliebiger der obenan gegebenen Ausführungsbeispiele zum Schutzbereich der Erfin dung. Ferner sind die meisten der zum Erzeugen und Messen von Röntgenstrahlung erforderlichen Einrichtungen in Vakuum kammern angeordnet, obwohl dies bei den Erläuterungen zu den Ausführungsbeispielen nicht angegeben ist. Es ist zu beach ten, daß dann, wenn durch Teilchen in der Luft nur wenig Röntgenstrahlung absorbiert wird, Proben in einem schwachen Vakuum angeordnet werden können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist es erkennbar, daß von einem Rückstand an der Oberfläche einer Probe durch Anwen dung eines eingestrahlten und konvergierten Elektronen strahls auf die Oberfläche der Probe erzeugten Röntgenstrah lung von einer Position in einer Richtung nahe am Elektro nenstrahl beobachtet werden kann. Im Ergebnis kann qualita tive und quantitative Analyse für Rückstände an der Oberflä che einer Probe mit großen Stufen, wie bei Kontaktlöchern, erst recht bei einer Probe mit kleinen Stufen, ausgeführt werden. Darüber hinaus ist die Analyse zerstörungsfrei, was es ermöglicht, die Probe nach der Analyse wieder dem Her stellprozeß zuzuführen.

Dem Fachmann ist es ersichtlich, daß die vorstehende Be schreibung nur eine solche zu bevorzugten Ausführungsbei spielen des offenbarten Verfahrens und der Vorrichtung ist, weswegen eine Vielzahl von Änderungen und Modifizierungen an der Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Grundge danken und dem Schutzbereich derselben abzuweichen.

Claims

1. Röntgenanalyseverfahren mit den folgenden Schritten:

- Aufstrahlen eines durch eine Kondensorlinse (4) und eine Objektivlinse (3) zu einem dünnen Strahl konvergierten eingestrahlten Elektronenstrahls (1) auf das Innere eines feinen Lochs an der Oberfläche einer Probe (2);
- Beobachten von Röntgenstrahlung (5), wie sie von einem Rückstand im Inneren des feinen Lochs durch den genannten Elektronenstrahl erzeugt wird; und
- Ausführen einer qualitativen und quantitativen Analyse für den Rückstand;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Röntgenstrahlung mittels eines Röntgendetektors (6; 10) mit Energieanalysierfunktion beobachtet wird, der im Innenraum der Kondensorlinse, im Innenraum der Objektivlinse oder zwischen der Kondensorlinse und der Objektivlinse ange ordnet ist; und
- nur diejenige Röntgenstrahlung vom Röntgendetektor erfaßt wird, die im Winkelbereich von -Θ bis +Θ abgestrahlt wird, wobei Θ der Winkel zur Mittelachse des Elektronenstrahls ist, wobei dieser Winkel Θ so definiert ist, daß tanΘ im wesentlichen a/d entspricht, wobei a und d der Radius bzw. die Tiefe des feinen Lochs sind.

2. Röntgenanalyseverfahren mit den folgenden Schritten:

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Röntgenstrahlung mittels eines Röntgendetektors (6; 10) mit Energieanalysierfunktion beobachtet wird, der zwi schen der Objektivlinse und der Probe angeordnet ist; und
- nur diejenige Röntgenstrahlung vom Röntgendetektor erfaßt wird, die im Winkelbereich von -Θ bis +Θ abgestrahlt wird, wobei Θ der Winkel zur Mittelachse des Elektronenstrahls ist, wobei dieser Winkel Θ so definiert ist, daß tanΘ im wesentlichen a/d entspricht, wobei a und d der Radius bzw. die Tiefe des feinen Lochs sind.

3. Röntgenanalyseverfahren mit den folgenden Schritten:

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Röntgenstrahlung mittels eines Röntgendetektors (6; 10) mit Energieanalysierfunktion beobachtet wird, der im Innenraum der Kondensorlinse, im Innenraum der Objektivlinse oder zwischen der Kondensorlinse und der Objektivlinse ange ordnet ist; und
- nur diejenige Röntgenstrahlung vom Röntgenstrahldetektor erfaßt wird, die in den Winkelbereich von -20° bis +20° gegen die Mittelachse des Elektronenstrahls abgestrahlt wird.

4. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlstrom des Elektro nenstrahls (1) vor der Erfassung der Röntgenstrahlung (5) gemessen wird.

5. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Röntgenanalyse einer Be zugsprobe vor der Analyse der Probe (2) ausgeführt wird.

6. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich an der Oberfläche der Probe (2), der den Ort, auf den der Elektronenstrahl (1) gestrahlt wird, erwärmt wird, während der eingestrahlte Elektronenstrahl auf den Ort einwirkt.

7. Röntgenanalyseverfahren nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Bereich auf eine Temperatur über 100°C erwärmt wird.

8. Röntgenanalyseverfahren nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß der Bereich dadurch erwärmt wird, daß mit einem eingestrahlten und konvergierten optischen Strahl auf den Bereich eingewirkt wird.

9. Röntgenganalyseverfahren nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß der optische Strahl sichtbares Licht oder Infrarotlicht ist.

10. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand Atome minde stens eines der folgenden Elemente enthält: Kohlenstoff, Sauerstoff, Silizium.

11. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl (1) eine Energie aufweist, durch die Atome mit mindestens einem der Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Silizium zum Erzeugen von Röntgenstrahlung erregt werden können.

12. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl (1) eine Energie unter 5 keV aufweist.

13. Röntgenanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl (1) eine Energie aufweist, die weniger als das Zehnfache der Energie der zu beobachtenden Röntgenstrahlung (5) ist.

14. Röntgenanalysevorrichtung zum Ausführen einer qualita tiven und quantitativen Analyse eines Rückstands innerhalb eines feinen Lochs an der Oberfläche einer Probe (2) durch Ausführen der folgenden Schritte:

- Aufstrahlen eines durch eine Kondensorlinse (4) und eine Objektivlinse (3) zu einem dünnen Strahl konvergierten eingestrahlten Elektronenstrahls (1) auf das Innere des feinen Lochs; und
- Beobachten von Röntgenstrahlung (5), wie sie vom Rückstand durch den eingestrahlten Elektronenstrahl erzeugt wird, mit tels eines Röntgendetektors (6; 10) mit Energieanalysier funktion;

dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgendetektor im Innenraum der Kondensorlinse, im Innenraum der Objektivlinse oder zwi schen der Kondensorlinse und der Objektivlinse und innerhalb eines Winkelbereichs von -Θ bis +Θ angebracht ist, wobei Θ der zur Mittelachse des Elektronenstrahls gebildete Winkel ist, der so definiert ist, daß tanΘ im wesentlichen den Wert a/d hat, wobei a und d der Radius bzw. die Tiefe des feinen Lochs sind.

15. Röntgenanalysevorrichtung zum Ausführen einer qualita tiven und quantitativen Analyse eines Rückstands innerhalb eines feinen Lochs an der Oberfläche einer Probe (2) durch Ausführen der folgenden Schritte:

dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgendetektor zwischen der Kondensorlinse und der Objektivlinse und innerhalb eines Winkelbereichs von -Θ bis +Θ angebracht ist, wobei Θ der zur Mittelachse des Elektronenstrahls gebildete Winkel ist, der so definiert ist, daß tanΘ im wesentlichen den Wert a/d hat, wobei a und d der Radius bzw. die Tiefe des feinen Lochs sind.

16. Röntgenanalysevorrichtung zum Ausführen einer qualita tiven und quantitativen Analyse eines Rückstands innerhalb eines feinen Lochs an der Oberfläche einer Probe (2) durch Ausführen der folgenden Schritte:

dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgendetektor im Innenraum der Kondensorlinse, im Innenraum der Objektivlinse oder zwi schen der Kondensorlinse und der Objektivlinse und innerhalb eines Winkelbereichs von -20° bis +20° angebracht ist.

17. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Röntgendetektor (10) torusförmig ist, mit einem Durchgangsloch in seiner Mitte, durch das der Elektronenstrahl (1) hindurchtritt.

18. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Messen des Strahlstroms.

19. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Ausführen einer Röntgenanalyse einer Bezugsprobe.

20. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Heizeinrichtung (22) zum Beheizen eines Bereichs der Oberfläche der Probe (2), der den Ort beinhaltet, auf den der Elektronenstrahl (1) ge strahlt wird, wobei das Beheizen erfolgt, während der Elek tronenstrahl eingestrahlt wird.

21. Röntgenanalysevorrichtung nach Anspruch 20, dadurch ge kennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (22) eine Einrichtung zum Anwenden eines eingestrahlten und konvergierten opti schen Strahls auf den Bereich ist.

22. Röntgenanalysevorrichtung nach Anspruch 21, dadurch ge kennzeichnet, daß der optische Strahl sichtbares Licht oder Infrarotlicht ist.

23. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl (1) über solche Energie verfügt, daß er Atome mindestens eines der Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Silizium zum Erzeu gen Röntgenstrahlung erregen kann.

24. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl (1) eine Energie unter 5 keV hat.

25. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch eine Abpumpeinrichtung zum Eva kuieren des Raums (30), der die Probe (2) umgibt.

26. Röntgenanalysevorrichtung nach Anspruch 25, dadurch ge kennzeichnet, daß die Abpumpeinrichtung den die Probe (2) umgebenden Raum (30) auf ein Vakuum unter 1,33×10^-6 hPa abpumpen kann.

27. Röntgenanalysevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des dem Elektronenstrahl (1) ausgesetzten Röntgendetektors (6; 10) aus unmagnetischem Material besteht.

28. Halbleiter-Bauelement, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Ausführung einer qualitativen und quantitativen Ana lyse von Rückständen an der Oberfläche eines Wafers (2) un ter Verwendung eines Röntgenanalyseverfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche hergestellt wurde.

29. Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 28, dadurch gekenn zeichnet, daß an der Oberfläche des Wafers (2) ein Bereich vorhanden ist, der zur Analyse von Rückständen verwendet wird.

30. Halbleiter-Bauelement nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberfläche des Wafers (2) ein Lochmuster (21) zur Verwendung bei der Analyse der Rückstände vorhanden ist.