(57)【要約】【課題】ウェーハ、特にシリコンウェーハの改善された汚染制御を可能にすること。【解決手段】ＸＲＦ（ＸＲＦ＝蛍光Ｘ線）測定装置（１）は、Ｘ線（４）を生成するＸ線源（２）と、Ｘ線源（２）からのＸ線（４）をサンプル（５）へ誘導するＸ線光学系（３）と、サンプル（５）と、サンプル（５）からの蛍光Ｘ線（１４）を検出するＥＤＳ（ＥＤＳ＝エネルギー分散分光）検出器（７）とを備え、サンプル（５）がウェーハ（６）、特にＳｉウェーハであり、Ｘ線光学系（３）が、Ｘ線（４）をウェーハ（６）のベベル（１２）上へ誘導するように位置決めされること、およびＸ線源（２）にＸ線光学系（３）を加えたものの輝度が、少なくとも５＊１０７カウント／秒ｍｍ２、好ましくは少なくとも１＊１０８カウント／秒ｍｍ２であることを特徴とする。【選択図】図１ａ
2014149293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＸＲＦ（ＸＲＦ＝蛍光Ｘ線）測定装置（１）であって、
−  Ｘ線（４）を生成するＸ線源（２）と、
−  前記Ｘ線源（２）からのＸ線（４）をサンプル（５）へ誘導するＸ線光学系（３）と、
−  前記サンプル（５）と、
−  前記サンプル（５）からの蛍光Ｘ線（１４）を検出するＥＤＳ（ＥＤＳ＝エネルギー分散分光）検出器（７）とを備える装置（１）において、
前記サンプル（５）はウェーハ（６）、特にＳｉウェーハであり、前記Ｘ線光学系（３）が、前記Ｘ線（４）を前記ウェーハ（６）のベベル（１２）上へ誘導するように位置決めされること、および
前記Ｘ線光学系（３）を加えた前記Ｘ線源（２）の輝度が、少なくとも５＊１０７カウント／秒ｍｍ２、好ましくは少なくとも１＊１０８カウント／秒ｍｍ２であること
を特徴とする装置（１）。
【請求項２】
前記Ｘ線光学系（３）および前記ウェーハ（６）が、前記Ｘ線（４）が前記ウェーハ（６）の表面の前記ベベル（１２）に０．０５°〜６°の角度（α）で当たるように位置決めされることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
前記Ｘ線光学系（３）および前記ウェーハ（６）が、前記サンプル（５）へ誘導される前記Ｘ線（４）が前記ウェーハ（６）の平坦面（１９）に対して平行な平面（ｘｚ）において本質的に伝搬するように位置決めされることを特徴とする請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
前記ウェーハ（６）が、前記ウェーハ（６）の平坦面（１９）の表面法線（ＳＮ）が水平方向を向くように配向されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項５】
前記サンプル（５）へ誘導される前記Ｘ線（４）が本質的に水平方向（ｘ）に伝搬することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項６】
前記Ｘ線源（２）が金属ジェット（８）ターゲットタイプであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項７】
前記Ｘ線光学系（３）が、Ｍｏｎｔｅｌの鏡もしくはＧｏｂｅｌの鏡、または二重曲面多層膜鏡を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項８】
前記ウェーハ（６）の前記ベベル（１２）が前記Ｘ線光学系（３）の焦点内に位置することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項９】
前記サンプル（５）の表面の位置で、前記サンプル（５）へ誘導される前記Ｘ線（４）の幅が前記ウェーハ（６）の幅（Ｗ）に整合することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１０】
前記Ｘ線源（２）からのＸ線（４）を前記サンプル（５）へ誘導する補助Ｘ線光学系（２１）と、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で前記装置を切り替える切替え手段とをさらに備え、
前記第１の動作モードで、前記Ｘ線光学系（３）が、前記Ｘ線源（２）からのＸ線（４）を前記ウェーハ（６）の前記ベベル（１２）上へ誘導するように位置決めされ、
前記第２の動作モードで、前記補助Ｘ線光学系（２１）が、前記Ｘ線源（２）からのＸ線を前記ウェーハ（６）の平坦面（１９）上へ誘導するように位置決めされることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１１】
前記切替え手段が、前記Ｘ線（４）の経路内で前記Ｘ線光学系（３）を前記補助Ｘ線光学系（２１）と交換する第１の移動ステージ（２０）を備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置（１）。
【請求項１２】
前記切替え手段が、前記Ｘ線（４）の前記経路に対して前記ウェーハ（６）を枢動および／またはシフトさせる第２の移動ステージ（１５）を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載の装置（１）。
【請求項１３】
−  前記サンプル（５）からの蛍光Ｘ線（１４）を検出するさらなるＥＤＳ検出器（２６）と、
−  前記サンプル（５）へ誘導される前記Ｘ線（４）を横切る２つの独立した方向、特に直交方向（ｚ、ｙ）に、前記サンプル（５）へ誘導される前記Ｘ線（４）の前記経路に対して前記ウェーハ（６）をシフトさせ、また前記ウェーハ（６）の平坦面（１９）に対して垂直な回転軸（１８）に対して前記ウェーハ（６）を回転させる取扱いステージ（２５）とをさらに備え、
特に、前記ＥＤＳ検出器（７）および前記さらなるＥＤＳ検出器（２６）が、前記サンプル（５）へ誘導される前記Ｘ線（４）に対して基本的に直角に、かつ互いに対して基本的に直角に、前記サンプル（５）を見ること
を特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置（１）。
【請求項１４】
ＸＲＦを用いてウェーハ（６）、特にシリコンウェーハの前記ベベル（１２）上の汚染物質を検出するための、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置（１）の使用法であって、
特に、前記Ｘ線源（２）内でのＸ線の生成にガリウムＬ線が使用される、使用法。
【請求項１５】
ウェーハ（６）、特にＳｉウェーハのベベル（１２）の表面を調査する方法であって、Ｘ線ビームが前記ウェーハ（６）の前記ベベル（１２）上へ誘導され、前記ウェーハ（６）によって放出される蛍光Ｘ線（１４）がＥＤＳによって検出される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＸＲＦ（ＸＲＦ＝蛍光Ｘ線）測定装置であって、
−  Ｘ線を生成するＸ線源と、
−  Ｘ線源からのＸ線をサンプルへ誘導するＸ線光学系と、
−  サンプルと、
−  サンプルからの蛍光Ｘ線を検出するＥＤＳ（ＥＤＳ＝エネルギー分散分光）検出器とを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなＸＲＦ測定装置は、米国特許第５，７７８，０３９Ａ号から知られている。
【０００３】
ウェーハ、特にシリコンウェーハは、半導体電子機器の生産における基本的な構成要素である。これらの半導体電子機器は、特にダイオードおよびトランジスタでは、ｐｎ遷移に基づく。ｐ型およびｎ型の半導体材料は、基本材料（ケイ素など）の化学組成を注意深く制御することによって生産される。より具体的には、基本材料とは異なる複数の価電子を有するドーパント材料が、基本材料に意図的に添加される。
【０００４】
しかし、汚染物質は、ドーパント材料と同様に作用し、半導体材料の特性を意図せず変化させることがある。したがって、半導体の生産は清浄室条件下で実行され、汚染レベルは細密に監視される。
【０００５】
シリコンウェーハの場合、ＴＸＲＦ（全反射蛍光Ｘ線）分光を用いて、ウェーハの平坦面を検査することが提案されてきた。ＴＸＲＦでは、通常は単色のＸ線ビームがサンプル表面へ誘導され、サンプル材料の深い電子殻の空乏の補給に起因する特徴的なＸ線が検出される。サンプル材料しかない場合と比較して、サンプル表面に汚染物質があれば、追加の波長にＸ線ピークが生じる。ＸＲＦスペクトルを定量的に評価して、汚染物質の量を判定することができる。所望する場合、平坦面をＸ線ビームで完全に走査することができる（「ウェーハマッピング」）。
【０００６】
作製プロセス中は、ウェーハを何度も輸送しなければならない。この目的のため、通常はウェーハのベベル上に把持部が作用する。ベベルは「把持縁部」と呼ばれることもある。したがって、ウェーハの平坦面の汚染物質は回避されるべきである。
【０００７】
しかし、ベベルの汚染物質は、特に高温の場合、たとえば表面拡散によって後に平坦な表面上へ進むことがある。したがって、ベベルの汚染物質も回避されるべきであり、したがってこの目的で、ベベルの汚染物質は監視されるべきである。
【０００８】
ベベルの汚染物質を監視するには、受容キャリア（綿棒など）でウェーハの縁部を拭き取り、この受容キャリアを、たとえばＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分光）で分析することが可能である。しかし、これは複雑で時間のかかる手順であり、受容キャリア自体がウェーハを汚染することもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ウェーハ、特にシリコンウェーハの改善された汚染制御を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によって、この目的は、冒頭で紹介したＸＲＦ測定装置によって実現される。このＸＲＦ測定装置は、
サンプルがウェーハ、特にＳｉウェーハであり、Ｘ線光学系が、Ｘ線をウェーハのベベル上へ誘導するように位置決めされること、および
Ｘ線光学系を加えたＸ線源の輝度は、少なくとも５＊１０７カウント／秒ｍｍ２、好ましくは少なくとも１＊１０８カウント／秒ｍｍ２であることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、シリコンウェーハなどのウェーハのベベル（縁部）上でＸＲＦを使用し、これにより、Ｘ線をベベル上へ誘導することを提案する。ベベルを分析するとき、（１次）Ｘ線はウェーハのベベルのみに当たり、ウェーハの平坦面には当たらないことが好ましい。さらに、本発明は、高い輝度を有する特にマイクロ光源タイプのＸ線源を適用することを提案する。これにより、起こりうる汚染物質から十分な信号レベルを確実に実現し、その結果、汚染物質を確実に検出することができる。ＸＲＦ測定値は、遅延なく直ちに評価され、たとえば受容キャリアを質量分光計へ輸送することができる。本発明の方法は非破壊的であり、新しい汚染物質が導入される可能性は低い。
【００１２】
本発明によれば、サンプルとして使用される典型的なウェーハは、基本的に円板形状であり、セカントに沿って切欠き部分を有することが多いことに留意されたい。一般に、ウェーハの平坦面の表面積は少なくとも１０ｃｍ２、多くの場合は１００ｃｍ２以上であり、厚さは７５０μｍ以下、多くの場合は３７５μｍ以下である。典型的なウェーハ材料はケイ素またはゲルマニウムであるが、酸化アルミニウムまたは鋼などの他の材料も可能である。
【００１３】
本発明の装置の好ましい実施形態では、Ｘ線光学系およびウェーハは、Ｘ線がウェーハの表面のベベルに０．０５°〜６°の角度で当たるように位置決めされる。この配置により、直角の向きにより近い１次入射ビームと比較すると、汚染物質からの信号レベルがより大きくなる。より多くの汚染材料に同時に照射することができ、ウェーハの表面で全反射を生じさせて、ウェーハ材料からの信号を低いレベルで維持することができる。
【００１４】
また一実施形態では、Ｘ線光学系およびウェーハは、サンプルへ誘導されるＸ線がウェーハの平坦面に対して平行な平面内で本質的に伝搬するように位置決めされることが好ましい。またこの配置により、典型的なウェーハ設計の場合、基本的に接線方向にＸ線ビームを使用することで、直角の向きにより近い１次入射ビームと比較すると、汚染物質からの信号レベルがより大きくなる。この場合も、より多くの汚染材料に同時に照射することができる。
【００１５】
一実施形態では、ウェーハは、ウェーハの平坦面の表面法線が水平方向を向くように配向されることがさらに好ましい。これによって空間が節約され、状況によっては、１列のウェーハを水平方向に移動させることによって、調査するウェーハの素早い交換を可能にすることができる。
【００１６】
また一実施形態では、サンプルへ誘導されるＸ線が本質的に水平方向に伝搬することも好ましい。これにより、実行の際に機器およびサンプルへの良好なアクセスが提供される。
【００１７】
有利な実施形態では、Ｘ線源は、金属ジェットターゲットタイプである。金属ジェットターゲットタイプのＸ線源は、特に高い輝度を可能にする。ターゲット材料内の熱は容易に放散され、さらに、電子ビームが当たるターゲット面積は、ジェットの直径にしたがって小さくなるように選択することができる。本発明によれば、光源スポットの直径は１００μｍ以下（マイクロ光源に適する）であることが好ましいことに留意されたい。
【００１８】
好ましい実施形態では、Ｘ線光学系は、Ｍｏｎｔｅｌの鏡もしくはＧｏｂｅｌの鏡、または二重曲面多層膜鏡を含む。これらの部品は、Ｘ線ビームを集束または視準させる効率が高いことを示した。特に、本発明によれば、入射Ｘ線のサジタル方向と子午線方向の両方に対して湾曲した単一の反射表面を有する、二重曲面多層膜鏡と呼ばれる多層鏡（米国特許第７，２４８，６７０Ｂ２号参照）を使用することができる。Ｘ線光学系は、別法または追加として、毛細管光学系または開口などのさらなる部品を備えることができることに留意されたい。
【００１９】
特に、一実施形態では、ウェーハのベベルがＸ線光学系の焦点内に位置することが好ましい。次いで、１次Ｘ線の光束をウェーハベベルのＸＲＦ分析に効率的に使用することができ、ベベルから離れた領域からの影響を除外し、または少なくとも最小にすることができる。別法として、平行Ｘ線ビームを使用することもできる。さらに、別法または追加として、たとえばマスクまたは開口を使用して、ベベルに隣接する領域を陰にすることもできる。
【００２０】
さらに一実施形態では、サンプルの表面の位置で、サンプルへ誘導されるＸ線の幅がウェーハの幅に整合することが有利である。これにより、確実にウェーハを一回転させることで、基本的にすべての汚染物質を検出することができ、ベベルから離れた領域からの影響を除外することができる。さらに、１次Ｘ線を効率的に使用することができる。ウェーハは通常、４５０μｍまたは３７５μｍなど、７５０μｍ以下の厚さを有することに留意されたい。
【００２１】
一実施形態では、Ｘ線源からのＸ線をサンプルへ誘導する補助Ｘ線光学系と、第１の動作モードと第２の動作モードとの間で装置を切り替える切替え手段とをさらに備え、
第１の動作モードでは、Ｘ線光学系が、Ｘ線源からのＸ線をウェーハのベベル上へ誘導するように位置決めされ、
第２の動作モードでは、補助Ｘ線光学系が、Ｘ線源からのＸ線をウェーハの平坦面上へ誘導するように位置決めされる、装置を提供することが特に好ましい。そのような装置は、平坦面（少なくとも前面、または裏面と前面の両方の平坦面）とベベルとを含むウェーハ表面全体の調査を可能にし、汚染物質は見逃されない。
【００２２】
この実施形態の好ましいさらなる発展形態では、切替え手段は、Ｘ線の経路内でＸ線光学系を補助Ｘ線光学系と交換する第１の移動ステージを備える。第１の移動ステージは、通常は電動式であり、Ｘ線光学系の素早く簡単な交換を可能にする。
【００２３】
別の好ましいさらなる発展形態では、切替え手段が、Ｘ線の経路に対してウェーハを枢動および／またはシフトさせる第２の移動ステージを備えることを提供する。第２の移動ステージは、通常は電動式であり、１次Ｘ線ビームで照射されるサンプルの領域の変更を簡略化する。
【００２４】
好ましい実施形態は、
−  サンプルからの蛍光Ｘ線を検出するさらなるＥＤＳ検出器と、
−  サンプルへ誘導されるＸ線を横切る２つの独立した方向、特に直交方向に、サンプルへ誘導されるＸ線の経路に対してウェーハをシフトさせ、またウェーハの平坦面に対して垂直な回転軸に対してウェーハを回転させる取扱いステージとをさらに備え、
特に、ＥＤＳ検出器およびさらなるＥＤＳ検出器が、サンプルへ誘導されるＸ線に対して基本的に直角に、かつ互いに対して基本的に直角に、サンプルを見る、装置を特徴とする。この実施形態は、ウェーハのベベルの調査と平坦面の調査との間の非常に簡単な切替えを可能にし、最小の移動部品、すなわち取扱いステージしか必要としない。
【００２５】
ＸＲＦを用いてウェーハ、特にシリコンウェーハのベベル上の汚染物質を検出するための上記の本発明の装置の使用もまた、本発明の範囲内である。ＸＲＦ分析は非破壊的であり、汚染レベルに関する直接の結果を得ることができる。本発明を用いて探し求める典型的な汚染物質には、Ａｌ（把持部から）およびＮａ（人間の汗に含まれる塩から）が含まれることに留意されたい。本発明の使用の好ましい変形形態では、Ｘ線源内でのＸ線の生成にガリウムＬ線が使用される。これは、実行の際に良好な結果を示した。ガリウムは、約３０℃の比較的低い融点を有し、したがって最小の加熱しか必要としないため、金属ジェット内で適切に使用することができる。
【００２６】
さらに、ウェーハ、特にＳｉウェーハのベベルの表面を調査する方法であって、Ｘ線ビームがウェーハのベベル上へ誘導され、ウェーハによって放出される蛍光Ｘ線がＥＤＳ（ＥＤＳ＝エネルギー分散分光）によって検出される方法が、本発明の範囲内である。汚染物質のスペクトルによって、汚染物質を直接観察することができる。
【００２７】
さらなる利点は、説明および添付の図面から得ることができる。前述および後述の特徴は、本発明によって、個々に、または任意の組合せで集合的に、使用することができる。上記の実施形態は、排他的な列挙と理解されるべきではなく、本発明の説明のために例示的な特徴を有するものである。
【００２８】
本発明について、図面に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１ａ】Ｘ線光学系がＸ線をウェーハのベベル上に誘導するように位置決めされる第１の動作モードにある本発明のＸＲＦ測定装置を示す概略側面図である。
【図１ｂ】第１の動作モードにある図１ａの装置を示す概略上面図である。
【図２ａ】補助Ｘ線光学系がＸ線をウェーハの平坦面上に誘導するように位置決めされる第２の動作モードにある図１ａの装置を示す概略側面図である。
【図２ｂ】第２の動作モードにある図２ａの装置を示す概略上面図である。
【図３ａ】ウェーハのベベルの調査を可能にする取扱いステージの位置における本発明の測定装置の背面部分を示す概略上面図である。
【図３ｂ】図３ａの背面部分を示す概略側面図である。
【図３ｃ】ウェーハの平坦面の調査を可能にする取扱いステージの位置における図３ａの背面部分を示す概略上面図である。
【図３ｄ】図３ｃの背面部分を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１ａおよび図１ｂは、例として、本発明のＸＲＦ測定装置１の一実施形態を側面図（図１ａ）および上面図（図１ｂ）で示す。
【００３１】
装置１は、Ｘ線源２と、Ｘ線源２からのＸ線４を円板形状のウェーハ６であるサンプル５へ誘導するＸ線光学系３と、ＥＤＳ検出器７とを備える。
【００３２】
図示の実施形態では、Ｘ線源２は金属ジェットタイプであり、液体金属、たとえばわずかに加熱されたガリウムのジェット８は、焦点９ｂにおいて電子ビーム９が当てられている。電子ビーム９は、電子ビーム源９ａによって生成される。電子ビーム９および金属ジェット８では、真空中で伝搬することが好ましいことに留意されたい。電子ビーム９の焦点９ｂでは、特徴的なＸ線１０および制動放射が放出される。生成されたＸ線のごく一部が、開口１１を通り、後の実験セットアップでＸ線４（または１次ビーム）として使用される。ここで、Ｘ線光学系３を合わせたＸ線源の輝度は、約１０８カウント／（秒ｍｍ２）である。
【００３３】
Ｘ線４は、第１のステージ２０上に取り付けられたＸ線光学系３、ここでは二重曲面多層膜鏡によって、サンプル５の方へ誘導される。図示の例では、Ｘ線４は、Ｘ線光学系３によってウェーハ６のベベル１２上へ２次元で集束され、焦点１３で、Ｘ線４とウェーハの幅Ｗが整合する（等しくなる）。所望する場合、Ｘ線光学系３は、焦点１３が焦点９ｂの１：１の像になるように選択することができる。多層鏡はまた、Ｘ線４の単色化させる。Ｘ線４は、焦点１３で、ウェーハ６のベベル１２の接線に対して角度αでベベル１２に当たり、ここで接線（図１ａの破線参照）は、焦点１３におけるウェーハ表面を表す。通常、角度αは０．０５°〜６°であり、その結果、ウェーハ表面で全反射が生じる（詳細には図示せず）。これらの図では、一部の角度および比率をより見やすくするために誇張していることに留意されたい。さらに、ここで角度αは、Ｘ線ビームの遠い外側部に対して測定され、ビーム寸法は、光子束の半値線によって判定することができることに留意されたい。
【００３４】
焦点１３において、蛍光（特徴的）Ｘ線１４が放出される。蛍光Ｘ線１４は、ウェーハ６の材料から生じることも、ウェーハ６の表面上の汚染物質から生じることもある。ＥＤＳ検出器７を用いて、エネルギー分解によって蛍光Ｘ線１４が検出される。ＥＤＳ検出器７は、蛍光Ｘ線１４を最大限受け取るように、焦点１３の真上に位置する。
【００３５】
ウェーハ６は、第２のステージ１５上に取り付けられ、第２のステージ１５は、真空把持部１７を用いてウェーハ６を裏面１６から把持する。真空把持部１７は、後にベベル１２全体をＸ線４に露出させるために、ウェーハ６の平坦面１９に対して垂直な回転軸１８に対して回転可能である。
【００３６】
図示の実施形態では、Ｘ線４は、図１ａ、図１ｂで垂直のｘｚ平面に対して基本的に平行に伝搬し、ｘにおいてほぼ水平方向に伝搬する。焦点１３におけるベベル１２の接線は、水平方向（ｘ）に伸びる。ウェーハ６の平坦面１９も、垂直方向に、ｘｚ平面に関して平行に配向され、平坦面１９の表面法線ＳＮおよび回転軸１８は、水平方向（ｙ方向）に伸びる。
【００３７】
装置１は、図１ａ、図１ｂに示し、上記で説明した第１の動作モードから、図２ａ（側面図）および図２ｂ（上面図）に示す第２の動作モードへ切り替えることができる。この第２の動作モードでは、ウェーハ６の平坦面１９を、ＸＲＦを用いて調査することができる。図２ａおよび図２ｂでは、図１ａおよび図１ｂのセットアップとの主な違いについてのみ詳細に説明しており、話を簡単にするために、Ｘ線源２は詳細に図示しない。
【００３８】
動作モードを切り替え可能なように、第１のステージ２０は、第１の移動ステージ２０として構築される。モータ（図示せず）を用いて、第１の移動ステージ２０を垂直方向（ｚ方向）に移動させることができる。下方位置（図１ａも参照）では、Ｘ線光学系３がＸ線４の経路内にあるが、上方位置（図２ａに示す）では、補助光学系２１がＸ線４の経路内にある。補助光学系２１は、この場合も二重曲面多層膜鏡を備え、水平平面（ｙｘ平面）内でＸ線４を偏向させて、Ｘ線をウェーハ６の平坦面１９上の焦点２２上へ２次元で集束させるように配向されている。通常は第１の移動ステージ２０を枢動させることができないため、補助Ｘ線光学系２１は、適切な位置を確保するためにくさび２３上に配置されることに留意されたい。
【００３９】
さらに、動作モードを切り替えるために、ウェーハ６用の第２のステージ１５は、第２の移動ステージ１５として構築される。１つまたはいくつかのモータ（図示せず）を用いて、第２の移動ステージ１５をすべての変位方向ｘ、ｙ、ｚに移動させることができ、また垂直軸２４に対して回転させることができる。これにより、図２ａ、図２ｂに示すようにウェーハ６を配置し、平坦面１９の表面を固定焦点２２で走査することが可能になる。Ｘ線４は、通常は０．０５°〜６°の角度βで平坦面１９に当たり、この場合も角度βは、入射するＸ線ビームのより外側部分（外側縁部）に対して測定される。
【００４０】
さらに、図示の実施形態では、ＥＤＳ検出器７もまた、好ましくは電動ステージ（図示せず）によって移動させることができ、その結果、第２の動作モードでも、ＥＤＳ検出器７を焦点２２の真上に配置することができる。
【００４１】
図３ａ〜３ｄは、本発明の他の装置を示し、後方部分のみを示す（すなわち、Ｘ線源およびＸ線光学系を省略する。これらの構成要素は図１ａ、図１ｂと比較されたい）。この装置は、ウェーハのベベルが調査される第１の動作モード（図３ａ、図３ｂ参照）と、ウェーハの平坦面が調査される第２の動作モード（図３ｃ、図３ｄ参照）との間で切り替えることができる。
【００４２】
第１の動作モードで、図３ａ（上面図）および図３ｂ（Ｘ線４の伝搬方向に対して垂直な側面図）と比較すると、Ｘ線４は、焦点１３でウェーハ６のベベル１２に当たる。Ｘ線４は、ベベル領域内のウェーハ６の接線に対して約１°などの小さい角度でベベル１２に当たり、その結果、全反射される。焦点１３では、特徴的なＸ線１４が放出され、該特徴的なＸ線１４はＥＤＳ検出器７によって検出することができる。ＥＤＳ検出器７は、ウェーハ６の高さ（横向き）で固定され、入射するＸ線４に対して基本的に直角である特徴的なＸ線１４を、ＸＲＦ分析のために受け取る。
【００４３】
ウェーハ６は、Ｘ線４が前記小さい角度で、すなわちほぼ接線方向に、ベベル１２でウェーハ６に当たるように、正確な高さ（ｚ位置）および横方向の位置（ｙ位置）で位置決めされた取扱いステージ２５上で保持される。測定中、ウェーハ６をゆっくりと回転させて（通常は漸増的に）、円周全体を検査する。通常、取扱いステージ２５は、ｚおよびｙ位置の調整ならびに回転軸１８の周りの回転を行うように電動式とされる。
【００４４】
第２の動作モードでは、図３ｃ（上面図）および図３ｄ（Ｘ線４の伝搬方向に対して垂直な方向の側面図）と比較すると、ベベルの測定前または測定後、この装置を用いてＸＲＦによってウェーハ６の平坦面１９を調査することもできる。この目的で、図３ａおよび図３ｂと比較すると、取扱いステージ２５は、わずかに左下へ移動している。この移動位置で、Ｘ線４は、平坦面１９の平面に対して１°などの小さい角度で、平坦面１９でウェーハ６に当たり、全反射される。ウェーハ６の平坦面を完全に走査するために、取扱いステージ２５はｙ方向に漸増的に移動し、各ｙ位置で、ウェーハ６は、回転軸１８の周りを完全に一回転させられる（通常は漸増的に）。焦点１３で放出される特徴的なＸ線１４は、ウェーハ６の上に固定されたさらなるＥＤＳ検出器２６によって検出される。さらなるＥＤＳ検出器２６は、この場合も、Ｘ線４に対して基本的に直角に特徴的なＸ線１４を受け取るように位置決めされる。
【００４５】
ＥＤＳ検出器７およびさらなるＥＤＳ検出器２６は、視野に対して直角に向けられており、動作モードに応じて、これらのうちの１つのみが一度に動作することに留意されたい。ここでモードを切り替えるには、Ｘ線光学系またはＥＤＳ検出器７、２６を移動または交換する必要はなく、それぞれ取扱いステージ２５またはウェーハ６を移動させるだけでよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  ＸＲＦ測定装置
２  Ｘ線源
３  Ｘ線光学系
４  Ｘ線
５  サンプル
６  ウェーハ
７  ＥＤＳ検出器
８  金属ジェット
９  電子ビーム
９ａ  電子ビーム源
９ｂ  焦点
１０  特徴的なＸ線
１１  開口
１２  ベベル
１３  焦点
１４  蛍光Ｘ線
１５  第２の移動ステージ
１６  裏面
１７  真空把持部
１８  回転軸
１９  平坦面
２０  第１の移動ステージ
２１  補助光学系
２２  焦点
２３  くさび
２４  垂直軸
２５  取扱いステージ
２６  さらなるＥＤＳ検出器
ＳＮ  表面法線
【図１ａ】
2014149293.tif 000003
【図１ｂ】
2014149293.tif 000004
【図２ａ】
2014149293.tif 000005
【図２ｂ】
2014149293.tif 000006
【図３ａ】
2014149293.tif 000007
【図３ｂ】
2014149293.tif 000008
【図３ｃ】
2014149293.tif 000009
【図３ｄ】
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【外国語明細書】
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