JP2022535068A - 広帯域紫外照明源 - Google Patents

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Abstract

特性解明システム用の広帯域紫外照明源が開示される。本広帯域紫外照明源は、１枚又は複数枚の壁を有しガスを収容するよう構成されているエンクロージャと、グラフェン－誘電体－半導体（ＧＯＳ）プレーナ型構造をベースとするプラズマ放電装置とを有する。そのＧＯＳ構造が、上面を有するシリコン基板と、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、その誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層と、を有する。そのグラフェン層の上面上に金属コンタクトを形成してもよい。このＧＯＳ構造には、照明源での使用に関わる幾つかの長所、例えば低動作電圧（５０Ｖ未満）、平坦面での電子放出、標準的半導体プロセスに対する適合性等がある。本広帯域紫外照明源では、更に、エンクロージャの内部に配置された電極やエンクロージャの外部に配置された磁石により、電流密度を高めることができる。

Description

本件開示は総じて特性解明システムに関し、より具体的には、特性解明システムにて用いられる広帯域紫外（ＵＶ）照明源に関する。
（相互参照）
本願では、「広帯域紫外光源」(BROADBAND ULTRAVIOLET LIGHT SOURCE)と題しＹｕｎｇ－Ｈｏ Ａｌｅｘ Ｃｈｕａｎｇ、Ｙｉｎｙｉｎｇ Ｘｉａｏ－Ｌｉ、Ｅｄｇａｒｄｏ Ｇａｒｃｉａ－Ｂｅｒｒｉｏｓ及びＪｏｈｎ Ｆｉｅｌｄｅｎを発明者とする２０１９年６月６日付米国仮特許出願第６２／８５８１７８号に基づく優先権を主張するので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
集積回路（ＩＣ）産業では、検査ツールの感度をより一層高め、かつてなく小さい欠陥及び粒子、例えばそのサイズが数十ナノメートル（ｎｍ）以下のものを検出しうるようにすることが、求められている。短時間で標本の該当エリアの大半を検査し更には１００％を検査するには、これら検査ツールを、高速で動作させねばならない。例えば、生産中の検査では検査時間が約１時間となりかねず、研究開発やトラブルシューティングでは最多で数時間となりかねない。迅速に検査するため、検査ツールでは、注目欠陥又は粒子の寸法より大きなサイズの画素又はスポットを用い、欠陥又は粒子により引き起こされたごく小さな信号変化を検出している。小さな信号変化を検出するには、光レベルが高いこと及びノイズレベルが低いことが必要である。生産に際しては、ＵＶ光で以て動作する検査ツールを用いる高速検査が、最も広く実行されている。研究開発に際する検査は、ＵＶ光で以て実行されることも電子で以て実行されることもある。
ＩＣ産業では、標本上にあり数ナノメートル以下にも及ぶ小さなフィーチャ（外形特徴）の寸法を正確に計測するため、高精度計量ツールも求められている。半導体製造プロセス内の様々なポイントにて、標本に対する計量プロセスを実行することで、それら標本の様々な特性、例えばその標本上のパターン化構造の幅、その標本上に形成された膜の厚み、並びにその標本のある層上にあるパターン化構造とその標本の別の層上にあるパターン化構造とのオーバレイ具合を、計測することができる。それらの計測結果を用いることで、半導体ダイの製造に際し、プロセス制御を容易に実現し及び／又は効率性をもたらすことができる。計量は、ＵＶ光で以て実行されることも電子で以て実行されることもある。
半導体産業は、生産する集積回路の集積率を高め、電力消費を抑え且つコストを下げることを目指しており、ＵＶ光学系の主要推進者の一つとなっている。パワフルなＵＶ光源、例えばエキシマレーザ及び周波数多重固体レーザの開発が、ＵＶ光子アプリケーション分野における研究開発努力の成長に一役買っている。しかしながら、従来のＵＶ光源では、深ＵＶ域における放射量が制約されている。更に、従来のＵＶ光源では、放電による劣化が急速に進むことで、そのＵＶ光源の寿命が制限されている。
米国特許第９，２５５，８８７号明細書 米国特許第９，６４５，２８７号明細書 米国特許第９，７０９，５１０号明細書 米国特許第９，７２６，６１７号明細書 米国特許第９，８９１，１７７号明細書 米国特許第９，２７９，７７４号明細書 米国特許第７，９５７，０６６号明細書 米国特許第７，８１７，２６０号明細書 米国特許第５，９９９，３１０号明細書 米国特許第７，５２５，６４９号明細書 米国特許第９，０８０，９７１号明細書 米国特許第７，４７４，４６１号明細書 米国特許第９，４７０，６３９号明細書 米国特許第９，２２８，９４３号明細書 米国特許第５，６０８，５２６号明細書 米国特許第６，２９７，８８０号明細書
K. Murakami, S. Tanaka, A. Miyashita, M. Nagao, Y. Nemoto, M. Takeguchi, and J. Fujita, "Graphene-oxide-semiconductor planar-type electron emission device,"Appl. Phys. Lett. 108, 083506 (2016) K. Murakami, T. Igari, K. Mitsuishi, M. Nagao, M. Sasaki, and Y. Yamada, "Highly Monochromatic Electron Emission from Graphene/Hexagonal Boron Nitride/Si Heterostructure," ACS Appl. Materials & Interfaces 12, 4061-4067 (2020) K. Murakami, J. Miyaji, R. Furuya, M. Adachi, M. Nagao, Y. Neo, Y. Takao, Y. Yamada, M. Sasaki, H. Mimura, "High-performance planar-type electron source based on a graphene-oxide-semiconductor structure,"Appl. Phys. Lett. 114, 213501 (2019)
従って、上述した従来手法の短所を克服するシステム及び方法を提供することが望ましかろう。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い特性解明システムが開示される。ある実施形態に係るシステムは、標本を支持するよう構成されたステージアセンブリを有する。また、ある実施形態に係るシステムは広帯域紫外照明源を有する。また、ある実施形態では、その広帯域紫外照明源が、１枚又は複数枚の壁を有しガスを収容するよう構成されているエンクロージャを有する。また、ある実施形態では、その広帯域紫外照明源がプラズマ放電装置を有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置がアノードを有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置がカソードを有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、上面を有するシリコン基板を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、その誘電体層の上面上に形成された少なくとも１個のグラフェン層を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、そのグラフェン層の上面上に形成された金属コンタクトを有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、それら金属コンタクト・シリコン基板間に電圧を印加するよう構成された第２電力供給源を有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置が、それらアノード・カソード間に電圧を印加するよう構成された第１電力供給源を有する。また、ある実施形態に係るシステムは、その広帯域紫外照明源からの照明を標本に差し向けるよう構成された１個又は複数個の光学素子を有する。また、ある実施形態では、その１個又は複数個の光学素子が、その標本にて反射された照明をセンサに差し向けるよう構成される。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い広帯域照明源が開示される。ある実施形態に係る照明源は、１枚又は複数枚の壁を有しガスを収容するよう構成されているエンクロージャを有する。また、ある実施形態に係る照明源はプラズマ放電装置を有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置がアノードを有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置がカソードを有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置が、集束電極及び磁石のうち少なくとも一方であり、そのカソードにより放出された電子を収束させることでプラズマ密度を高めるよう構成されているものを有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、上面を有するシリコン基板を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、その誘電体層の上面上に形成された少なくとも１個のグラフェン層を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、そのグラフェン層の上面上に形成された金属コンタクトを有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、それら金属コンタクト・シリコン基板間に電圧を印加するよう構成された第２電力供給源を有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置が、それらアノード・カソード間に電圧を印加するよう構成された第１電力供給源を有する。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、基板を広帯域紫外輻射に対し露出させる方法が開示される。ある実施形態に係る方法では、広帯域照明源のエンクロージャにガスを供給し、プラズマ放電装置を用いそのエンクロージャの内部でプラズマを発生させ、そのエンクロージャにて広帯域紫外輻射を発生させ、そのエンクロージャの外部に所在している基板にその広帯域紫外輻射を光学的に結合させる。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置がアノードを有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置がカソードを有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、上面を有するシリコン基板を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、その誘電体層の上面上に形成された少なくとも１個のグラフェン層を有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、そのグラフェン層の上面上に形成された金属コンタクトを有する。また、ある実施形態では、そのカソードが、それら金属コンタクト・シリコン基板間に電圧を印加するよう構成された第２電力供給源を有する。また、ある実施形態では、そのプラズマ放電装置が、それらアノード・カソード間に電圧を印加するよう構成された第１電力供給源を有する。
理解し得るように、上掲の概略記述及び後掲の詳細記述は共に専ら例示的且つ説明的なものであり、特許請求の範囲記載の発明を必ずしも限定するものではない。添付図面は、明細書に組み込まれ明細書の一部を構成するものであり、本発明の諸実施形態を描出しており、また概略記述と相俟ち本発明の諸原理を説明する働きを有している。
本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）であれば、以下の如き添付図面を参照することで、本件開示の多数の長所をより良好に理解できよう。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る特性解明システムの概略模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る広帯域紫外照明源の模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る広帯域紫外照明源の模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る広帯域紫外照明源に備わり既知なグラフェン－誘電体－半導体の縦断面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い基板を広帯域紫外輻射に対し露出させる方法を示すフロー図である。
ある種の実施形態及びその具体的特徴との関連で本件開示を具体的に図示及び記述してある。本願中で説明されている諸実施形態は限定ではなく例証であると把握されるべきである。いわゆる当業者には直ちに察せられるべきことに、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく形態及び細部に様々な改変及び修正を施すことができる。
以下、添付図面に描かれている被開示主題を詳細に参照する。
半導体処理産業では様々な用途で広帯域紫外照明源が用いられている。その照明源には、使用寿命が長いこと、輝度が高いこと、並びに放射される照明のスペクトル域が広いことが望まれている。現在のところ、半導体特性解明システムではプラズマベースの照明源が用いられている。プラズマベースの照明源は一般にエンクロージャを有しており、カソード、アノード及び放電ガス（例．アルゴン、キセノン、重水素、水銀蒸気又はそれらの組合せ）がその中に収容されている。それらカソード・アノード間の電圧によりプラズマ又は電気アークが維持される。
もっとも広く市販されている真空紫外（ＶＵＶ）照明源は、差し向かいに配置されているタングステンフィラメント及びアノードを用い出射スペクトルを生成する低圧重水素放電ランプである。白熱電球とは違い、重水素ランプではタングステンフィラメントが照明源とされていない。その代わりに、そのフィラメントからアノードの方への放電を発生させている。重水素ランプは、約１２０ｎｍ～約１６０ｎｍの波長にて比較的高い発光出力を呈する一方、約１７０ｎｍ超の波長では比較的低い発光出力を呈する。多くの用途で、真空紫外、紫外、可視及び近赤外域に亘る広帯域輻射を用いることが望まれているため、それらの用途では、今のところ、重水素ランプの出力を別のランプの出力、例えばキセノンアークランプやクオーツハロゲンランプからの出力と組み合わせて全波長域をカバーすることが、必要とされている。
従来のプラズマ照明源では、半導体特性解明システムでの使用時の多数の難点が悩ましい。第１の難点は、水銀、アルゴン、キセノン又はそれらの組合せをベースとするプラズマ照明源では、深ＵＶ域における放射量が制約されることである。約２００ｎｍ未満の真空波長での放射量を増やすことが、望ましかろう。商業的に入手可能な重水素放電ランプでもＶＵＶ波長を放射させうるが、半導体特性解明システムにひときわ関連する難点がなおも存在している。例えば、放電により劣化が急速に進みがちなことである。照明源の加齢につれ、そのカソードが腐食し及び／又は汚染される傾向があり、またそのアークが拡がりがちとなる。重水素ランプ内のフィラメントに由来するタングステンにより、そのランプのエンクロージャ及び出射窓が汚染されうる。このことにより重水素放電ランプの寿命が制約されている。重水素ランプの典型的な寿命は約２０００時間である。加えて、重水素放電ランプは高電圧で動作する。その放電開始電圧は約３００～５００ボルトである。放電開始後は電圧が約１００～２００ボルトに降下する。
本件開示の諸実施形態は、半導体特性解明システムにて用いられる広帯域ＵＶ照明源を指向している。より具体的には、本件開示の諸実施形態は、これに限られるものではないが、電子放出源たるグラフェン電子エミッタと、アノードと、１個又は複数個の透明壁を有するエンクロージャと、を有する広帯域ＵＶ照明源を指向している。本実施形態におけるエンクロージャはガスの収容場所であり、エンクロージャ内に収容されるガスは、これに限られるものではないが、水素、重水素及び貴ガスのうち少なくとも一種類を含有するものとすることができる。具体的には、その電子放出源を、グラフェン－誘電体－半導体（別称、グラフェン－酸化物－半導体（ＧＯＳ））型構造が組み込まれたものとする。このＧＯＳ構造は、上面を有するシリコン基板と、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、その誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層とを有するものである。そのグラフェンの頂部上に金属コンタクトを形成してもよい。
ここで注記されることに、本件開示の諸目的上、語「グラフェン－酸化物－半導体」、「ＧＯＳ」、「グラフェン－誘電体－半導体」及びその変形語は、本願中に別様の注記がない限り、一貫して互換的に用いることができ、且つ本件開示の諸目的上等価であると見なすことができる。ＧＯＳ構造が非特許文献１及び２にて概論されているので、参照によりそれら各々の全容を本願に繰り入れることにする。
このＧＯＳ構造には幾つかの長所、例えば低動作電圧（５０Ｖ未満）、平坦面での電子放出、並びに標準的半導体プロセスに対する適合性という長所がある。グラフェンは、六方格子配列をなす炭素原子群で構成されており高い導電率を呈する単一層である。加えて、炭素原子の電子散乱断面は従来の金属電極、例えば金及びアルミニウムのそれより小さい。従って、一番上のゲート電極としてグラフェンを用いること、またそのグラフェン層を低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）で以て成長させることで、電子放出効率を２０％～３０％に到達させることができる。例えば、参照を以てその全容が本願に繰り入れられるところの非特許文献３を参照されたい。電子放出効率は、ＧＯＳ構造にて用いられるグラフェンの層を数層のみ（理想的には単一のグラフェン層）とすることで、更に改善することができる。タングステンフィラメントと違い低温動作であるため、ほとんどグラフェンが蒸発せずスパッタリングが起こらないので、それにより広帯域ＵＶ光源が汚染されることがない。ＧＯＳ構造のエネルギ拡散は約１．５ｅＶ未満となりうる。
本件開示のある付加的実施形態は、プラズマ放電装置を有する広帯域照明源であり、その広帯域照明源のエンクロージャに収容されているガス中でのプラズマ放電を維持するようそのプラズマ放電装置が構成されているものを、指向している。そのプラズマ放電装置にて、エンクロージャの内部に電極を設け、またエンクロージャの外部に１個又は複数個の磁石を配置することで、電子集束システム内での如く電流密度が高まるようにすることができる。電子軌跡は、磁力線を螺旋状に取り巻く螺旋路を辿る傾向となろう。エンクロージャの外部に配置された１個又は複数個の磁石（例．永久磁石又は電磁石）により提供される磁界により、そのエンクロージャ内の小空間内にプラズマ放電を閉じ込めることができる。当該１個又は複数個の磁石を、電子放出源における磁界強度に比しアノード付近における磁界強度を高めるよう構成することで、その放電プラズマの幅が減りアノード付近でのプラズマ密度が高まるようにすることができる。
本件開示の別の実施形態は特性解明システムを指向している。より具体的には、本件開示の諸実施形態は、広帯域紫外放電ランプを有する特性解明システムであり、電子放出源たるＧＯＳ構造と、アノードと、１個又は複数個の透明壁を有するエンクロージャとがそのランプにて用いられるものを、指向している。その広帯域照明源を、更に、エンクロージャ内ガスのプラズマ放電を維持するよう構成されたプラズマ放電装置を有するものと、することができる。加えて、その広帯域照明源を、アノード付近のプラズマ密度を高めるよう構成された１個又は複数個の磁石を有するものと、することができる。更に、基板支持手段をその放電ランプの外部に所在させることができる。その広帯域照明源を、更に、その基板支持手段上に所在している基板に放電ランプからの輻射を結合させるよう構成された、１個又は複数個の光学素子を有するものとすることができる。
本件開示の別の実施形態は、広帯域紫外輻射に対し基板を露出させる方法を指向している。水素、重水素及び貴ガスのうち少なくとも一種類を含有するガスをエンクロージャに供給し、ＧＯＳ構造及びアノードを用いそのガスで以て、そのエンクロージャの内部でプラズマを発生させるものである。本方法では、更に、エンクロージャの外部に磁石を配置することで、アノード付近でのプラズマ密度が高まるようにすることができる。そのプラズマ放電の結果として生じた輻射を、エンクロージャの外部に所在している基板に、光学的に結合させることができる。
図１には、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る特性解明システム１００の概略模式外観が描かれている。例えば、この特性解明ツール１００内に、これに限られるものではないが、標本１０８を検査又は計測するよう構成された検査サブシステム又は計量サブシステムを設けることができる。標本１０８には、これに限られるものではないがウェハ、レティクル、フォトマスク等、本件技術分野で既知なあらゆる標本が包含されうる。
特性解明システム１００には、これに限られるものではないが光学式検査ツール、レビューツール、画像式計量ツール等を初め、本件技術分野で既知なあらゆる特性解明システムが包含されうる。
ある実施形態によれば、標本１０８がその上に配置されるステージアセンブリ１１２により、その標本１０８の運動を容易に実現することができる。ステージアセンブリ１１２には、これに限られるものではないがＸＹステージ、Ｒθステージ等を初め、本件技術分野で既知なあらゆるステージアセンブリが包含されうる。また、ある実施形態によれば、検査中にステージアセンブリ１１２により標本１０８の高さを調整し、焦点をその標本１０８上に当て続けさせることができる。
また、実施形態に係る特性解明システム１００は、照明ビーム１０１を生成するよう構成された照明源１０２を有している。照明源１０２には、照明ビーム１０１を生成するのに適し本件技術分野で既知なあらゆる照明源が包含されうる。例えば、その照明源１０２を、近赤外（ＮＩＲ）輻射、可視輻射、紫外（ＵＶ）輻射、近ＵＶ（ＮＵＶ）、深ＵＶ（ＤＵＶ）輻射、真空ＵＶ（ＶＵＶ）輻射等を発するものとすることができる。一例としては、その照明源１０２を、１個又は複数個のレーザを有するものとすることができる。別例としては、その照明源１０２を、広帯域照明源を有するものとすることができる。
また、実施形態に係る特性解明システム１００は、照明源１０２からの照明を標本１０８へと差し向けるよう構成された照明アーム１０７を有している。照明アーム１０７には、その個数及び種類を問わず、本件技術分野で既知な光学部材を組み込むことができる。実施形態では、照明アーム１０７が１個又は複数個の光学素子１０３を有している。この構成では、照明アーム１０７を、照明源１０２からの照明を標本１０８の表面上へと集束させるよう構成することができる。ここで注記されることに、当該１個又は複数個の光学素子１０３のなかには、これに限られるものではないが対物レンズ１０５、１個又は複数個の鏡、１個又は複数個のレンズ、１個又は複数個のポラライザ、１個又は複数個のビームスプリッタ等を初め、本件技術分野で既知なあらゆる光学素子を含めることができる。
また、実施形態では、集光アーム１０９が、標本１０８から反射、散乱、回折及び／又は放射されてきた照明を集めるよう構成されている。実施形態によれば、集光アーム１０９により、標本１０８からの照明を検出器アセンブリ１０４に備わるセンサ１０６へと差し向け及び／又はそこに集束させることができる。ここで注記されることに、センサ１０６及び検出器アセンブリ１０４には、本件技術分野で既知なあらゆるセンサ及び検出器アセンブリが包含されうる。注記されることに、検出器アセンブリ１１８には、本件技術分野で既知なあらゆるセンサ及び検出器アセンブリが包含されうる。センサには、これに限られるものではないが電荷結合デバイス（ＣＣＤ式検出器）、相補型金属ー酸化物ー半導体（ＣＭＯＳ）式検出器、時間遅延積分（ＴＤＩ）型検出器、光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、ラインセンサ、電子衝撃型ラインセンサ等が包含されうる。
また、実施形態では、検出器アセンブリ１０４が、１個又は複数個のプロセッサ１１６及びメモリ１１８を有するコントローラ１１４に可通信結合されている。例えば、１個又は複数個のプロセッサ１１６をメモリ１１８に可通信結合させること、またメモリ１１８上に格納されている一組のプログラム命令を実行するよう当該１個又は複数個のプロセッサを構成することができる。実施形態によれば、コントローラ１１４により特性解明システム１００及び／又はセンサ１０６を制御し、標本１０８上の構造を解明（例．検査又は計測）することができる。
実施形態における照明源１０２は、グラフェン－誘電体－半導体（ＧＯＳ）構造が組み込まれた広帯域ＵＶ照明源を有するものである。その広帯域ＵＶ照明源は、これに限られるものではないが、電子放出源、アノード、１個又は複数個の透明壁を有するエンクロージャ等を有するものと、することができる。そのエンクロージャ内にはガスを収容することができる。エンクロージャ内に収容されるガスの例としては、これに限られるものではないが水素、重水素及び／又は貴ガスがあり、その貴ガスの例としては、これに限られるものではないがヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノンがある。
実施形態における広帯域紫外光源は、エンクロージャ内ガスのプラズマ放電を維持するよう構成されたプラズマ放電装置を有するものである。照明源１０２の照明ビーム１０１は、紫外域に属する波長群、例えばＤＵＶ（約２００ｎｍ～２８０ｎｍ）内又はＶＵＶ（約１００ｎｍ～２００ｎｍ）スペクトル域内に属するそれらを、含むものとすることができる。その広帯域ＵＶ照明源の電子放出源を、ＧＯＳ型構造をベースとしたものにすることができる。
また、実施形態におけるＧＯＳ構造は、グラフェン－誘電体－半導体プレーナ型電子放出デバイスを内包するものである。例えば、そのＧＯＳ構造を、これに限られるものではないが、上面を有するシリコン基板と、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、その誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層とを、有するものとする。誘電体層は、本件技術分野で既知な何れの誘電体を含有するものであってもよい。例えば、その誘電体層を、窒化硼素又は二酸化シリコンを含有するものとすることができる。実施形態によっては、そのグラフェン層の上面上に金属コンタクトが形成されることもある。
また、実施形態における照明源１０２は、電子放出源としてＧＯＳ構造を有する広帯域ＵＶ照明源を、有するものである。実施形態における広帯域ＵＶ照明源は、１個又は複数個の透明壁を有するエンクロージャを有するものである。そのエンクロージャ内にガスを入れ、そのエンクロージャ内に留めることができる。例えば、そのエンクロージャ内に収容されるガスを、これに限られるものではないが水素、重水素及び貴ガスのうち少なくとも一種類を含有するものとすることができる。
また、実施形態におけるプラズマ放電装置は、エンクロージャ内ガスのプラズマ放電を維持するよう構成されたものである。照明源１０２の出射スペクトル（例．照明ビーム１０１）には、必須ではないが、紫外域に属する波長群、例えばＤＵＶ（約２００ｎｍ～２８０ｎｍ）又はＶＵＶ（約１００ｎｍ～２００ｎｍ）スペクトル域に属するそれらを、含めることができる。
また、実施形態におけるプラズマ放電装置は、そのエンクロージャ内に、１個又は複数個の電極が備わるものである。実施形態によれば、プラズマ放電装置に１個又は複数個の磁石を設けエンクロージャの外部に配置することができる。当該１個又は複数個の磁石及び／又は当該１個又は複数個の電極は、電子集束システム内での如く電流密度が高まるよう構成することができる。ここで注記されることに、電子軌跡は、磁力線を螺旋状に取り巻く螺旋路を辿る傾向となる。当該１個又は複数個の磁石（例．永久磁石又は電磁石）により提供される磁界により、そのエンクロージャ内の小空間にプラズマ放電を閉じ込めることができる。電磁石が用いられる例示的実施形態によれば、その電磁石にＤＣ電圧を印加しそれにより静磁界を発生させるよう、電源を構成することができる。当該１個又は複数個の磁石を、電子放出源における磁界強度に比しアノード付近における磁界強度を高めるよう構成することで、その放電プラズマの幅が減りアノード付近でのプラズマ密度が高まるようにすることができる。
実施形態に係る特性解明システム１００では、標本１０８上のラインが照明され、散乱及び／又は反射された照明が１個又は複数個の暗視野及び／又は明視野集光チャネルにて集光される。本実施形態における検出器アセンブリ１０４は、ラインセンサや電子衝撃型ラインセンサとすることができる。
実施形態では、１個又は複数個の光学素子１０３のなかに、照明チューブレンズ１３３が含まれている。照明チューブレンズ１３３は、照明瞳アパーチャ１３１が対物レンズ１０５内瞳に結像するよう構成することができる。例えば、照明チューブレンズ１３３を、それら照明瞳アパーチャ１３１及び瞳が互いに共役となるよう構成することができる。ある実施形態によれば、照明瞳アパーチャ１３１を、その照明瞳アパーチャ１３１の所在個所に入れるアパーチャを様々に切り換えることで構成設定可能なものとすることができる。別の実施形態によれば、照明瞳アパーチャ１３１を、その照明瞳アパーチャ１３１の開口の直径又は形状を調整することで構成設定可能なものとすることができる。その場合、標本１０８を、コントローラ１１４による制御下で実行される特性解明（例．計測又は検査）次第で異なる角度域により、照明することができる。
実施形態では、１個又は複数個の光学素子１０３のなかに、集光チューブレンズ１２３が含まれている。例えば、集光チューブレンズ１２３を、対物レンズ１０５内瞳が集光瞳アパーチャ１２１に結像するよう構成することができる。例えば、集光チューブレンズ１２３を、それら集光瞳アパーチャ１２１及び対物レンズ１０５内瞳が互いに共役となるよう構成することができる。ある実施形態によれば、集光瞳アパーチャ１２１を、その集光瞳アパーチャ１２１の所在個所に入れるアパーチャを様々に切り換えることで構成設定可能なものとすることができる。別の実施形態によれば、集光瞳アパーチャ１２１を、その集光瞳アパーチャ１２１の開口の直径又は形状を調整することで構成設定可能なものとすることができる。その場合、標本１０８から反射又は散乱されてきた様々な角度域の照明を、コントローラ１１４の制御下で検出器アセンブリ１０４に差し向けることができる。
実施形態によっては、照明瞳アパーチャ１３１及び集光瞳アパーチャ１２１のうち少なくとも一方が、プログラマブルアパーチャを有するものとされうる。プログラマブルアパーチャについては、「２Ｄプログラマブルアパーチャ機構」(2D programmable aperture mechanism)なる題にて２０１６年２月９日付で発行されたＢｒｕｎｎｅｒ名義の特許文献１、並びに「フレキシブル光学アパーチャ機構」(Flexible optical aperture mechanisms)なる題にて２０１７年５月９日付で発行されたＢｒｕｎｎｅｒ名義の特許文献２にて概論されているので、参照により両者の全容を本願に繰り入れることにする。検査向けのアパーチャ構成を選択する方法について、「ウェハ検査中に集光アパーチャに配置される光学素子に関する構成の決定」(Determining a configuration for an optical element positioned in a collection aperture during wafer inspection)なる題にて２０１７年７月１８日付で発行されたＫｏｌｃｈｉｎ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献３、並びに「最良なアパーチャ及びモードを見出し欠陥検出を増強する装置及び方法」(Apparatus and methods for finding a best aperture and mode to enhance defect detection)なる題にて２０１７年８月８日付で発行されたＫｏｌｃｈｉｎ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献４にて概述されているので、参照により両者の全容を本願に繰り入れることにする。
特性解明システムについて、「暗視野システム内ＴＤＩセンサ」(TDI Sensor in a Darkfield System)なる題にて２０１８年２月１３日付で発行されたＶａｚｈａｅｐａｒａｍｂｉｌ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献５、「ウェハ検査」(Wafer Inspection)なる題にて２０１８３月８日付で発行されたＲｏｍａｎｏｖｓｋｙ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献６、「小型カタジオプトリック対物系を用いるスプリット視野検査システム」(Split Field Inspection System Using Small Catadioptric Objectives)なる題にて２０１１年６月７日付で発行されたＡｒｍｓｔｒｏｎｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献７、「カタジオプトリック光学システムにおけるレーザ暗視野照明向けビーム配給システム」(Beam Delivery System for Laser Dark-Field Illumination in a Catadioptric Optical System)なる題にて２０１０年１０月１９日付で発行されたＣｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献８、「広域ズーム能力を有する超広帯域ＵＶ顕微撮像システム」(Ultra-Broadband UV Microscope Imaging System with Wide Range Zoom Capability)なる題にて１９９９年１２月７日付で発行されたＳｈａｆｅｒ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献９、「レーザライン照明を二次元撮像と併用する表面検査システム」(Surface Inspection System Using Laser Line Illumination with Two Dimensional Imaging)なる題にて２００９年４月２８日付で発行されたＬｅｏｎｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１０、「計量システム及び方法」(Metrology Systems and Methods)なる題にて２０１５年７月１４日付で発行されたＫａｎｄｅｌ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１１、「横方向色パフォーマンスが改善された広帯域対物系」(Broad Band Objective Having Improved Lateral Color Performance)なる題にて２００９年１月６日付で発行されたＣｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１２、「格子異常に対する感度が低減された光学計量」(Optical Metrology With Reduced Sensitivity To Grating Anomalies)なる題にて２０１６年１０月１８日付で発行されたＺｈｕａｎｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１３、「動的可調半導体計量システム」(Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System)なる題にて２０１６年１月５日付で発行されたＷａｎｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１４、「集束ビーム分光エリプソメトリ方法及びシステム」(Focused Beam Spectroscopic Ellipsometry Method and System)なる題にて１９９７年３月４日付で発行されたＰｉｗｏｎｋａ－Ｃｏｒｌｅ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１５、並びに「半導体上の多層薄膜スタックを分析する装置」(Apparatus for Analyzing Multi-Layer Thin Film Stacks on Semiconductors)なる題にて２００１年１０月２日付で発行されたＲｏｓｅｎｃｗａｉｇ ｅｔ ａｌ．名義の特許文献１６にて概述されているので、参照によりそれら全ての全容を本願に繰り入れることにする。
ここで注記されることに、システム１００に備わる上掲の１個又は複数個の部材は、システム１００の他の様々な部材に可通信結合させることができ、またそれを本件技術分野で既知な何れの要領でも行うことができる。例えば、１個又は複数個のプロセッサ１１６を互いに、また他の部材に、有線（例．銅線、光ファイバケーブル等）や無線接続（例．ＲＦ結合、ＩＲ結合、ＷｉＭａｘ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、３Ｇ、４Ｇ、４Ｇ ＬＴＥ、５Ｇ等）を介し可通信結合させることができる。
１個又は複数個のプロセッサ１１６のなかには、どのようなものであれ本件技術分野で既知な１個又は複数個の処理素子を含めることができる。その意味で、当該１個又は複数個のプロセッサ１１６には、ソフトウェアアルゴリズム及び／又は命令群を実行するよう構成されたあらゆるマイクロプロセッサ型デバイスが含まれうる。当該１個又は複数個のプロセッサ１１６は、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、並列プロセッサその他のコンピュータシステム（例．ネットワーク接続されたコンピュータ）であり、システム１００を本件開示の随所に記載の如く動作させる構成のプログラムを実行するよう構成されたもので、構成することができる。認識されるべきことに、本件開示の随所に記載されている諸ステップを、単一のコンピュータシステムにより実行してもよいし、それに代え複数個のコンピュータシステムにより実行してもよい。更に、認識されるべきことに、本件開示の随所に記載されている諸ステップを、当該１個又は複数個のプロセッサ１１６うち何れの１個又は複数個上で実行してもよい。一般に、語「プロセッサ」は、メモリ１１８から得たプログラム命令を実行する処理素子を１個又は複数個有するデバイス全てが包括されるよう、広義に定義することができる。更に、システム１００の様々なサブシステム（例．照明源１０２、検出器アセンブリ１０４、コントローラ１１４等）が適切なプロセッサ又は論理素子を有していて、本件開示の随所に記載されている諸ステップのうち少なくとも一部分がそれにより実行されるのでもよい。従って、上掲の記述は、本件開示に対する限定としてではなく、単なる例証として解されるべきである。
メモリ１１８には、連携する１個又は複数個のプロセッサ１１６により実行可能なプログラム命令と、計量サブシステム及び／又は検査サブシステムから受け取ったデータとを格納するのに適し、本件技術分野で既知な、あらゆる格納媒体が包含されうる。例えばメモリ１１８に非一時的記憶媒体を含めることができる。例えば、メモリ１１８に、これに限られるものではないがリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気又は光記憶デバイス（例．ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等を含めることができる。更に注記されることに、メモリ１１８を１個又は複数個のプロセッサ１１６と共に共通コントローラハウジング内に収容してもよい。実施形態によっては、プロセッサ１１６、コントローラ１１４等の物理的居所に対しメモリ１１８が遠隔配置されることもある。実施形態におけるメモリ１１８内に保持されているプログラム命令群に従い、１個又は複数個のプロセッサ１１６に、本件開示の随所に記載されている様々なステップを実行させることができる。
図２Ａには、本発明の１個又は複数個の実施形態に係る広帯域紫外照明源２００の模式図が描かれている。ここで注記されることに、本願中で別様に注記されていない限り、特性解明システム１００との関連で先に述べた様々な実施形態、構成部材及び動作についての記述が広帯域照明源２００に敷衍されるものと、解されるべきである。
実施形態に係る広帯域照明源２００は、１枚又は複数枚の壁を有するエンクロージャ２０２を有している。また、実施形態では、エンクロージャ２０２の壁のうち１枚又は複数枚が少なくとも部分的に透明とされている。そうするには、エンクロージャ２０２に備わる１枚又は複数枚の壁を構成する素材のなかに、注目波長にて透明又は部分的に透明な素材を含めればよい。例えば、広帯域ＵＶ照明源２００を、これに限られるものではないが、エンクロージャ２０２の壁に組み込まれた透明窓２０１を有するものとすることができる。一例としては、そのエンクロージャ２０２に備わる１枚又は複数枚の壁のうち少なくとも１枚を、１３０ｎｍ～４００ｎｍの波長にて少なくとも部分的に透明なものとすればよい。窓２０１を形成する素材は、これに限られるものではないが石英、熔融石英、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、四硼酸ストロンチウム（ＳｒＢ４Ｏ７）等を初め、本件技術分野で既知な何れの素材ともすることができる。
実施形態ではガス２０４がエンクロージャ２０２内に収容されている。本件開示の諸目的上、語「エンクロージャ」は、１枚又は複数枚の壁を有していて、外気によりそのガス２０４が不本意に汚染されないようにしつつガス２０４が収容される閉環境のことを、指している。ガス２０４は、これに限られるものではないが水素、重水素及び貴ガスのうち一種類又は複数種類を含有するものとすることができる。その貴ガスには、これに限られるものではないが、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等のうち少なくとも一種類が含まれうる。実施形態によれば、エンクロージャ２０２を、ガス２０４で以て充填した上で封止（シール）することができる。実施形態によっては、外部ガス源（図示せず）からエンクロージャ２０２へと必要に応じガス２０４が供給されることもある。
実施形態に係る広帯域紫外照明源２００は、低圧放電ランプとして動作するよう構成されている。例えば、約１Ｐａ～１００００Ｐａなる充填圧のガス２０４を有する低圧放電ランプとして、広帯域紫外照明源２００を動作させることができる。実施形態によっては、高圧放電ランプとして動作するよう広帯域紫外照明源２００が構成される。例えば、約１０４～１０６Ｐａ（例．約０．１～１０気圧）なる充填圧のガス２０４を有する高圧放電ランプとして、広帯域紫外照明源２００を動作させることができる。ここで注記されることに、照明源２００の動作圧力は、その照明源２００の動作温度次第で充填圧よりも高くなりうる。
実施形態では、エンクロージャ２０２にゲッタ２０９が内在している。例えば、エンクロージャ２０２内に配置されたゲッタ２０９により、照明源２００の動作中に不純物を除去することができる。ここで注記されることに、エンクロージャ２０２に内在させるゲッタは、これに限られるものではないが非蒸発性ゲッタ（ＮＥＧ）、水素ゲッタ、蒸発性ゲッタ、ゲッタ膜等を初め、不純物除去に適した何れのゲッタでもよい。
実施形態に係る広帯域ＵＶ照明源２００は、ガス２０４のプラズマ放電２０８を維持するのに適するよう構成されたプラズマ放電装置２０７を有している。例えば、ガス２０４のプラズマ放電２０８がエンクロージャ２０２内で生じるようにすることができる。低圧放電ランプではガス圧が約１Ｐａ～１００００Ｐａとされよう。また、高圧放電ランプではガス圧が１０４～１０６Ｐａ（例．０．１～１０気圧）とされよう。ここで注記されることに、ガス圧は、特性解明システム（例．図１に示した特性解明システム１００）での使用のため放電２０８から紫外照明の強烈輻射を得るのに適する圧力であれば、どのような圧力でもよい。図２Ａに示す実施形態では、プラズマ放電装置２０７が、カソード２１２からある指定距離のところに配置されたアノード２１０を有している。例えば、それらアノード２１０及びカソード２１２を、エンクロージャ２０２内である指定距離隔てて配置すればよい。実施形態によれば、その指定距離を１ｍｍとほぼ等しい距離、例えば約５００μｍ～２ｍｍとすることができる。
実施形態におけるプラズマ放電装置２０７は、アノード２１０・カソード２１２間にＤＣ電圧を印加するよう構成された第１電源２１４を有している。例えば、その電圧により電界を発生させ、その電界により放電２０８を維持することができる。即ち、放電２０８により広帯域輻射２１６を発生させることができる。また、実施形態によれば、第１電源２１４により、十分な電圧をアノード２１０・カソード２１２間に印加することで、ガス２０４のうち一部分をイオン化させて放電２０８を点火（即ち開始）させることができる。例えば、第１電源２１４により高電圧（例．数百ボルト）を印加することで放電を点火することができ、点火後にはより低い電圧（例．約５０Ｖ～２００Ｖ）を印加することでその放電を維持することができる。実施形態によっては、カソード２１２からの放出電流を初期的に増大させることで、アノード上の電圧を一定に保ちながら放電を開始させることもある。図３との関連で後に説明する通り、その放出電流を、ＧＯＳ構造に印加されるバイアス電圧により制御することができる。
実施形態におけるカソード２１２は、グラフェン－誘電体－半導体プレーナ型放出デバイスを内包するＧＯＳ構造を有している。例えば、そのＧＯＳ構造を、これに限られるものではないが、上面を有するシリコン基板と、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、その誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層とを、有するものとすることができる。実施形態によっては、そのグラフェン層の上面上に金属コンタクトが形成されることもある。本件開示の諸目的上、語「グラフェン」は、六方格子配列をなす炭素原子群で構成されており高い導電率を呈する単一層のことを指すものとする。
ここで注記されることに、このＧＯＳ構造には、低動作電圧（５０Ｖ未満）、平坦面での電子放出、標準的半導体プロセスに対する適合性等、幾つかの長所がある。加えて、炭素原子の電子散乱断面は、従来の金属電極、例えば金及びアルミニウムのそれよりも小さい。従って、一番上のゲート電極としてグラフェンを用いること、またそのグラフェン層を低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）で以て成長させることで、電子放出効率を２０％～３０％に到達させることが可能となる。タングステンフィラメントとは異なり、グラフェンが広帯域ＵＶランプにとり汚染物となることはない。今日のＧＯＳ構造から放出される電子のエネルギ拡散は約１．５ｅＶ未満となりうる。
実施形態によっては、図２Ａには示さないけれども、第２電源がそのＧＯＳ構造に接続されることもある。その第２電源を、電子放出を引き起こしうるよう構成することができる。第２電源については本願中で更に論ずることとする。
本願での考察によれば、照明源２００の１個又は複数個の内部構成部材（例．エンクロージャ２０２の内壁、アノード２１０、カソード２１２等）を、プリクリーン及びプリベーク手順を用い超高真空（ＵＨＶ）標準に従い清掃しうるよう、構成することができる。更に、本願での考察によれば、照明源２００の１個又は複数個の内部構成部材（例．エンクロージャ２０２の内壁、アノード２１０、カソード２１２等）を、組立後に（例．一兆分率以内の）超高純度アルゴンで以て洗浄しうるよう、構成することができる。
実施形態によっては、広帯域ＵＶ照明源２００に付加的な電極が設けられることもある。例えば、カソード２１２からの電子をアノード２１０へと集束させ又は差し向けるための電極２１３を、広帯域ＵＶ照明源２００に設けることができる。ある実施形態によれば、図示されている電極２１３の電位を、カソード２１２と同電位とすることができる。実施形態によっては、電極２１３の電位が、カソード２１２の電位よりも負とされることもある。実施形態によっては、カソード２１２及びアノード２１０のうち一方の電位が接地電位とされることもある。
実施形態によっては、広帯域ＵＶ照明源２００に１個又は複数個の磁石が設けられることもある。例えば、広帯域ＵＶ照明源２００に１個又は複数個の電磁石２２０を設けることができる。また例えば、広帯域ＵＶ照明源２００に１個又は複数個の永久磁石２２１を設けることもできる。本実施形態によれば、電子集束システム内での如く電流密度を高めるよう、当該１個又は複数個の磁石を構成することができる。例えば、電子軌跡には磁力線に沿った螺旋路を辿る傾向があるので、当該１個又は複数個の磁石の構成を然るべく調整することで電子密度を高めることができる。例えば、１個又は複数個の電磁石２２０における巻線間隔を、（カソード２１２付近ではなく）アノード２１０付近にて、より密にすることによって、アノード付近における磁界強度が高めとなり、そのアノード付近での電子密度が高まることとなる。１個又は複数個の電磁石２２０が用いられる例示的実施形態では、当該１個又は複数個の電磁石２２０にＤＣ電圧を印加して静磁界を発生させるよう、第３電源２２３を構成することもできる。ここで注記されることに、広帯域ＵＶ照明源２００には、プラズマ内で電子流を集束させるのに適した様々な磁石構成を組み込むことができる。従って、図２Ａに示した構成は単に例証目的で提供されたものであり、本件開示の技術的範囲を限定するものであると解されるべきではない。
図２Ｂには、本発明の１個又は複数個の代替的実施形態に係る広帯域紫外照明源２５０の模式図が描かれている。ここで注記されることに、本願中で別様に注記されていない限り、特性解明システム１００及び広帯域照明源２００との関連で先に述べた様々な実施形態、構成部材及び動作についての記述が広帯域照明源２５０に敷衍されるものと、解されるべきである。本願での用法によれば、図２Ｂ中のある特徴又は要素が図２Ａ中のある特徴又は要素と同じ参照符号を伴っている場合、別様の注記がない限り、図２Ｂ中のその特徴又は要素が図２Ａ中の対応する特徴又は要素と類似した機能を有していて同様に構成されうるものであると、見なすことができる。
実施形態では、紫外照明源２５０のエンクロージャ２０２が第１アノード２５１により仕切られ、２個の内部空間に分割されている。例えば、図２Ａとの関連で上述した如くガス２０４で以て上側空間が充填されている。また例えば、下側空間２５４が真空とされ、或いは低圧ガス例えば数パスカル（Ｐａ）未満の圧力を有するガスがそこに収容されている。エンクロージャ２０２及びアノード２５１は、約１年以上となりうる紫外照明源２５０の動作寿命に亘り、これら上側空間・下側空間間の封止を維持するよう、ひいては下側空間２５４内の圧力を所望の低圧例えば約１Ｐａの圧力より低く保つよう、構成されている。下側空間２５４内には、電子を放出するよう構成されたＧＯＳ構造を有するカソード２１２がある。それら放出された電子は、電源２１４ａによりカソード２１２に比し正電位に保たれている第１アノード２５１の方に向かい、加速されていく。アノード２５１のうち少なくとも一部分には、これに限られるものではないがベリリウム、マグネシウム、アルミニウム等の低原子番号元素で構成された薄膜２５２、例えば１０μｍ未満の厚みを有する膜が設けられている。実施形態における薄膜２５２は、１３以下の原子番号を有する低原子番号元素を、原子組成で少なくとも５０％分、含んでいる。例えば、薄膜２５２を、原子組成で少なくとも５０％分のベリリウムを含むものとすることができる。電源２１４ａにより、アノード２５１の電位を、カソード２１２に比し＋１０ｋＶ超に保つことができる。ここで注記されることに、薄膜２５２に射突する電子のエネルギは１０ｋｅＶ以上（カソード・アノード間電位差相当）になりうるので、それら電子の大部分をその薄膜２５２内に通すことができる。
第２アノード２１０は電源２１４ｂにより第１アノード２５１に比し正電位に保たれており、薄膜２５２を介しガス２０４入りの上側空間に入った電子は、加速されつつ第２アノード２１０に向かうこととなる。電子がガス２０４内を通り第２アノード２１０の方に移動することでプラズマ放電２０８が発生し、そこから広帯域輻射２１６が発せられる。電源２１４ｂにより、第２アノード２１０を、第１アノード２５１に比し＋約２０Ｖ～＋２００Ｖの電位に保つことができる。電源２１４ａ及び電源２１４ｂのうち少なくとも一方を動作中に調整することで、プラズマ放電を開始させること、それを維持すること、並びに広帯域放射２１６の強度を制御することができる。これに代え、カソードからの放出電流を調整することでプラズマ放電を開始させ維持するようにしてもよい。これらカソード、第１アノード及び第２アノードのうち一つを接地電位としてもよい。
実施形態によっては、下側空間及び上側空間のうち少なくとも一方に、それぞれゲッタ２０９ａ及び２０９ｂをオプション的に内在させることができる。
図３には、本発明の１個又は複数個の実施形態に従いカソードとして用いるのに適する既知なグラフェン－誘電体－半導体（ＧＯＳ）構造３００の縦断面図が描かれている。ここで注記されることに、本願中で別様に注記されていない限り、特性解明システム１００との関連で先に述べた様々な実施形態、構成部材及び動作についての記述がＧＯＳ構造３００に敷衍されるものと、解されるべきである。更に、ここで注記されることに、本願中で別様に注記されていない限り、広帯域照明源２００，２５０との関連で先に述べた様々な実施形態、構成部材及び動作についての記述が構造３００に敷衍されるものと、解されるべきである。
実施形態では、ＧＯＳ構造３００にグラフェン－誘電体－半導体プレーナ型電子放出デバイスが内包されている。例えば、このＧＯＳ構造は、これに限られるものではないが、上面を有するシリコン基板３０１と、そのシリコン基板３０１の上面上に配置された誘電体層３０２と、その誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層３０３とを有している。実施形態によっては、そのグラフェン層の上面上に１個又は複数個の金属コンタクト３０４が形成されることもある。ここで注記されることに、図３に示すＧＯＳ構造３００は単に例証目的で提示されたものであり、本件開示の技術的範囲を限定するものとして解されるべきではない。ＧＯＳ構造３００には、あらゆる組合せ、あらゆる構成の諸層を組み込むことができる。
ここで注記されることに、ＧＯＳ構造３００には、低動作電圧（５０Ｖ未満）、平坦面での電子放出、標準的半導体プロセスに対する適合性等、幾つかの長所がある。本願にて先に注記した通り、語「グラフェン」は、六方格子配列をなす炭素原子群で構成されており高い導電率を呈する単一層のことを指している。加えて、炭素原子の電子散乱断面は、従来の金属電極、例えば金及びアルミニウムのそれよりも小さい。従って、一番上のゲート電極としてグラフェンを用いること、またそのグラフェン層を低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）で以て成長させることで、電子放出効率を２０％～３０％に到達させることが可能となる。
更に、ここで注記されることに、電子放出効率は、ＧＯＳ構造３００にて用いられるグラフェンの層を数層のみ（理想的には単一のグラフェン層）とすることで、更に改善することができる。タングステンフィラメントと違い低温動作であるため、グラフェンが広帯域ＵＶランプ及びその光学システムの残余部分にとり汚染物となることはない。昨今のＧＯＳ構造のエネルギ拡散は約１．５ｅＶ未満である。
実施形態によれば、シリコン基板を、あるドーピングレベルで以てドーピングされたｎ型のものとすることができる。例えば、そのシリコン基板を、約１０１６ｃｍ－３～約１０１９ｃｍ－３のドーピングレベルで以てドーピングされたｎ型のものとすることができる。また、実施形態によれば、その電子放出を、これは必須ではないが、約１０μｍ～１ｍｍの直線寸法を有する長方形、正方形、円形等とすることができる。ここで注記されることに、電子放出３０５が発生するのは、第２電源３０６を用いＧＯＳ構造３００にバイアス電圧が鎖交印加されているときである。好適諸実施形態におけるバイアス電圧は５０Ｖ未満である。本件開示の諸目的上、語「放出効率」は、電源３０６から基板３０１内にもたらされる電流に対する放出電流３０５の比のことを指すものとする。ある好適実施形態によれば、バイアス電圧の上昇により放出効率を高め、２０％～３０％に到達させることができる。ここで注記されることに、図３に示したシリコン基板は接地電位とされているが、カソード３００が接地されている必要はない。図２Ａ及び図２Ｂとの関連で上述した通り、それらカソード、第１アノード及び第２アノードのうち一つを接地電位としてもよい。
実施形態によれば、誘電体層を、シリコンの熱酸化により成長する構成とすることができる。実施形態によっては、二酸化シリコン以外の誘電体素材が用いられることもある。例えば、その誘電体素材を窒化硼素とすることができる。また、実施形態によれば、グラフェン層（群）を、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）により成長する構成とすることができる。また、実施形態によれば、従来のフォトリソグラフィ、無線周波数スパッタリング及びリフトオフプロセスを用い金属コンタクト電極を作成することができる。とはいえ、ここで注記されることに、ＧＯＳ構造３００に備わる１個又は複数個の層は本件技術分野で既知な何れの仕組みで作成してもよいのであるから、上掲の議論は、本件開示の技術的範囲を限定するものとして解されるべきではない。
図４は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い基板を広帯域ＵＶ輻射に対し露出させる方法４００を示すフロー図である。ここで注記されることに、方法４００の諸ステップは、システム１００，２００，２５０，３００により全て又は部分的に、実施することができる。とはいえ、更なる認識によれば、方法４００はシステム１００，２００，２５０，３００に限定されるものではなく、付加的又は代替的なシステムレベル諸実施形態により方法４００の諸ステップの全て又は一部分を実行することもできる。
ステップ４０２では、広帯域照明源のエンクロージャにガスが供給される。ある実施形態によれば、広帯域照明源２００のエンクロージャ２０２内にガス２０４を収容することができる。例えば、エンクロージャ２０２のガス２０４を、外部ガス源の働きでそのエンクロージャに供給してもよい。例えば、その外部ガス源を、必要に応じエンクロージャ２０２にガスを供給するよう構成することができる。また例えば、エンクロージャ２０２を、ガス２０４で以て充填した上で封止することができる。ガスは、これに限られるものではないが水素、重水素及び貴ガスのうち少なくとも一種類を含有するものとすることができ、その貴ガスは、これに限られるものではないがヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン又はキセノンを含むものとすることができる。
ステップ４０４では、プラズマ放電装置を用いそのエンクロージャの内部でプラズマが生成される。ある実施形態によれば、プラズマ放電装置２０７が、エンクロージャ２０２内ガス２０４のプラズマ放電２０８を維持するよう構成される。また、ある実施形態によれば、プラズマ放電装置２０７が、カソード２１２からある指定距離のところに配置されたアノード２１０を有するものとされる。例えば、アノード２１０及びカソード２１２を、ある指定距離隔ててエンクロージャ２０２に付設することができる。
また、ある実施形態によれば、カソード２１２が、グラフェン－誘電体－半導体プレーナ型電子放出デバイスを内包するＧＯＳ構造を有するものとされる。例えば、そのＧＯＳ構造を、これに限られるものではないが、上面を有するシリコン基板と、そのシリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、その誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層とを、有するものとすることができる。実施形態によっては、そのグラフェン層の上面上に１個又は複数個の金属コンタクトが形成されることもある。
また、ある実施形態によれば、プラズマ放電装置のアノード及びカソードとそのＧＯＳ構造が、ガスが入っているエンクロージャの内部でプラズマを発生させるように構成される。
あるオプション的なステップにて、プラズマ放電装置のアノード付近でプラズマ密度を高めることもできる。例えば、そのエンクロージャの外部に１個又は複数個の磁石を配置し、それによりアノード付近のプラズマ密度を高めることができる。例えば、当該１個又は複数個の磁石のなかに、永久磁石及び電磁石のうち少なくとも一方を含めることができる。実施形態によっては、そのエンクロージャの内部に１個又は複数個の集束電極を配置し、それによりアノード付近のプラズマ密度を高めることもある。実施形態によっては、集束電極及び磁石の双方が用いられることもある。
ステップ４０６では広帯域紫外輻射が生成される。ある実施形態によれば、第１電源２１４により、プラズマ放電装置のアノード２１０・カソード２１２間にＤＣ電圧が印加される。例えば、その電圧により電界を発生させ、その電界により放電２０８を維持することができる。この場合、放電２０８により広帯域輻射２１６を発生させることができる。また、ある実施形態によれば、第１電源２１４によりアノード２１０・カソード２１２間に十分な電圧を印加することで、ガス２０４のうち一部分をイオン化させて放電２０８を点火（即ち開始）させることができる。例えば、第１電源２１４により高電圧（例．数百ボルト）を印加することで放電を点火することができ、放電点火後にはそれより低い電圧（例．約５０Ｖ～２００Ｖ）を印加してその放電を維持することができる。実施形態によっては、放出電流を初期的に増加させることで、アノード２１０上の電圧を一定に保ちつつ放電２０８を開始させることもある。
ステップ４０８では、そのエンクロージャの外部に所在している基板にその広帯域紫外輻射が光学的に結合される。
更に熟考したところによれば、上述した方法実施形態それぞれに、本願記載の何れの他方法（群）の何れの他ステップ（群）を組み込んでもよい。加えて、上述した方法実施形態の何れを本願記載のシステムの何れにより実行してもよい。
いわゆる当業者には認識し得るように、本願記載の諸部材、諸動作、諸デバイス、諸物体及びそれらに付随する議論は概念的明瞭性さを与えるための例として用いられており、様々な構成上の修正が考慮に入れられている。従って、本願での用法によれば、先に説明した具体的な手本及びそれに付随する議論は、想定上、それらのより一般的な類型を代表している。一般に、どのような具体的手本の使用も、想定上、その類型を代表しているのであり、具体的な諸部材、諸動作、諸デバイス及び諸物体が含まれていないことを以て限定として捉えるべきではない。
前掲の記述は、いわゆる当業者が、ある具体的な応用例及びその条件の文脈に沿い提示されている通り本発明を作成及び使用しうるようにすべく、提示されている。本願にて用いられている方向指示語、例えば「頂」、「底」、「上方」、「下方」、「上寄り」、「上向き」、「下寄り」、「下降」及び「下向き」の趣旨は、記述目的で相対位置を提示することにあり、絶対座標系を指定する趣旨ではない。様々な修正を記載諸実施形態になしうることはいわゆる当業者にとり明らかであろうし、本願にて規定されている一般的諸原理は他の諸実施形態にも適用することができる。このように、本発明は、想定上、図示及び記述されている具体的諸実施形態に限定されるものではなく、本願開示の諸原理及び新規特徴と符合する最大限の技術的範囲に紐づけられるべきものである。
本願におけるほぼ全ての複数形語及び／又は単数形語の使用に関し、いわゆる当業者は、文脈及び／又は用途に見合うように、複数形から単数形へ及び／又は単数形から複数形へと読み替えることができる。明瞭性のため、本願では、様々な単数形／複数形読み替えについて明示的に説明していない。
本願記載の主題は、ときに、他部材内に組み込まれ又は他部材に接続・連結された様々な部材を以て描出されている。ご理解頂けるように、それら描写されているアーキテクチャは単なる例示であり、実のところは、他の多くのアーキテクチャを実施し同じ機能を実現することが可能である。概念的には、どのような部材配置であれ同じ機能が実現されるなら、その部材配置は、実質的に「連携」することでその所望機能を実現しているのである。従って、本願中の何れの二部材であれ、ある特定の機能を実現すべく組み合わされているものは、その所望機能が実現されるよう互いに「連携」していると見なせるのであり、アーキテクチャや介在部材の如何は問われない。同様に、何れの二部材であれそのように連携しているものはその所望機能を実現すべく互いに「接続・連結され」又は「結合され」ているとも見ることができ、また何れの二部材であれそのように連携させうるものはその所望機能を実現すべく互いに「結合可能」であるとも見ることができる。結合可能、の具体例としては、これに限られないが、物理的に嵌合可能な及び／又は物理的に相互作用する諸部材、及び／又は無線的に相互作用可能な及び／又は無線的に相互作用する諸部材、及び／又は論理的に相互作用する及び／又は論理的に相互作用可能な諸部材がある。
更に、理解し得るように、本発明は別項の特許請求の範囲によって定義される。いわゆる当業者には理解し得るように、総じて、本願特に別項の特許請求の範囲（例．別項の特許請求の範囲の本文）にて用いられる語は概ね「開放」語たる趣旨のものである（例．語「～を含んでいる」は「～を含んでいるが～に限られない」、語「～を有している」は「少なくとも～を有している」、語「～を含む」は「～を含むが～に限られない」等々と解されるべきである）。いわゆる当業者にはやはり理解し得るように、ある具体的個数の請求項内導入要件を意図しているのであれば、その意図がその請求項に明示されるので、そうした要件記載がなければそうした意図がないということである。例えば、後掲の添付諸請求項のなかには、導入句「少なくとも１個」及び「１個又は複数個」の使用による請求項内要件の導入が、理解の助けとして組み込まれているものがある。しかしながら、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項内導入要件の導入によりその請求項内導入要件を含む個別請求項全てがその構成要件を１個しか含まない発明に限定される、といった含蓄があるかのように、そうした語句の使用を解釈すべきではないし、まさにその請求項に導入句「１個又は複数個」又は「少なくとも１個」と不定冠詞例えば「ａ」又は「ａｎ」が併存している場合でもそう解釈すべきではないし（例えば「ａ」及び／又は「ａｎ」は、通常、「少なくとも１個」又は「１個又は複数個」を意味するものと解されるべきである）、またこれと同じことが定冠詞の使用による請求項内要件の導入に関しても成り立つ。加えて、ある請求項内導入要件につき具体的な個数が明示されている場合でも、いわゆる当業者には認識し得るように、通常は、少なくともその明示個数、という意味にその個数記載を解すべきである（例．他の修飾語句を欠く「２個の構成要件」なる抜き身表現は、通常、少なくとも２個の要件或いは２個以上の要件という意味になる）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１個等々」に類する規約が用いられている場合、一般に、その構文は、いわゆる当業者がその規約を理解するであろう感覚に沿う意図のものである（例．「Ａ、Ｂ及びＣのうち少なくとも１個を有するシステム」には、これに限られるものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ・Ｂ双方、Ａ・Ｃ双方、Ｂ・Ｃ双方、及び／又は、Ａ・Ｂ・Ｃ三者を有するシステム等々が包含されることとなろう）。「Ａ、Ｂ又はＣのうち少なくとも１個等々」に類する規約が用いられている場合、一般に、その構文は、いわゆる当業者がその規約を理解するであろう感覚に沿う意図のものである（例．「Ａ、Ｂ又はＣのうち少なくとも１個を有するシステム」には、これに限られるものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ・Ｂ双方、Ａ・Ｃ双方、Ｂ・Ｃ双方、及び／又は、Ａ・Ｂ・Ｃ三者を有するシステム等々が包含されることとなろう）。やはりいわゆる当業者には理解し得るように、２個以上の代替的な語を提示する分離接続詞及び／又は分離接続句はほぼ全て、明細書、特許請求の範囲及び図面のうちどこにあるのかを問わず、一方の語、何れかの語、或いは双方の語を包含する可能性が考慮されているものと理解されるべきである。例えば、語句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を包含するものと解されよう。

Claims (36)

  1. 特性解明システムであって、
    標本を支持するよう構成されたステージアセンブリを備え、
    １枚又は複数枚の壁を有しガスを収容するよう構成されているエンクロージャと、
    プラズマ放電装置と、
    が備わる広帯域紫外照明源を備え、
    前記プラズマ放電装置が、
    アノードと、
    カソードと、
    前記アノード・前記カソード間に電圧を印加するよう構成された第１電力供給源と、
    を備えるプラズマ放電装置であり、前記カソードが、
    上面を有するシリコン基板と、
    前記シリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、
    前記誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層と、
    前記グラフェン層の上面上に形成された金属コンタクトと、
    前記金属コンタクト・前記シリコン基板間に電圧を印加するよう構成された第２電力供給源と、
    が備わるカソードであり、且つ
    前記広帯域紫外照明源からの照明を前記標本に差し向けるよう構成されており且つその標本にて反射又は散乱された照明をセンサに差し向けるようにも構成されている１個又は複数個の光学素子を備えるシステム。
  2. 請求項１のシステムであって、前記エンクロージャの前記１枚又は複数枚の壁のうち少なくとも１枚が、１３０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内の波長にて少なくとも部分的に透明なシステム。
  3. 請求項１に記載のシステムであって、前記エンクロージャが窓を有し、その窓が、１３０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内の波長にて少なくとも部分的に透明なシステム。
  4. 請求項１に記載のシステムであって、前記ガスが、水素、重水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンのうち少なくとも一種類を含むシステム。
  5. 請求項４に記載のシステムであって、前記ガスの充填圧が１Ｐａ～１００００Ｐａであるシステム。
  6. 請求項４に記載のシステムであって、前記ガスの充填圧が０．１気圧～１０気圧であるシステム。
  7. 請求項１に記載のシステムであって、１０Ｖ～５０Ｖの電圧を印加するよう第２電力供給源が構成されているシステム。
  8. 請求項１に記載のシステムであって、５０Ｖ～２００Ｖの電圧を印加するよう第１電力供給源が構成されているシステム。
  9. 請求項１に記載のシステムであって、更に、前記エンクロージャの内部に配置された１個又は複数個の集束電極を備えるシステム。
  10. 請求項１に記載のシステムであって、更に、前記エンクロージャの外部に配置された１個又は複数個の磁石を備えるシステム。
  11. 請求項１０に記載のシステムであって、前記１個又は複数個の磁石が永久磁石及び電磁石のうち少なくとも一方を含むシステム。
  12. 請求項１に記載のシステムであって、更に、
    前記センサを有する検出器アセンブリを備え、１個又は複数個のプロセッサ及びメモリを有するコントローラにその検出器アセンブリが可通信結合されているシステム。
  13. 広帯域紫外照明源であって、
    １枚又は複数枚の壁を有しガスを収容するよう構成されているエンクロージャと、
    プラズマ放電装置と、
    を備え、前記プラズマ放電装置が、
    アノードと、
    カソードと、
    前記アノード・前記カソード間に電圧を印加するよう構成された第１電力供給源と、
    を備えるプラズマ放電装置であり、前記カソードが、
    上面を有するシリコン基板と、
    前記シリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、
    前記誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層と、
    前記グラフェン層の上面上に形成された金属コンタクトと、
    前記金属コンタクト・前記シリコン基板間に電圧を印加するよう構成された第２電力供給源と、
    が備わるカソードである広帯域紫外照明源。
  14. 請求項１３に記載の照明源であって、前記エンクロージャの前記１枚又は複数枚の壁のうち少なくとも１枚が、１３０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内の波長にて少なくとも部分的に透明な照明源。
  15. 請求項１３に記載の照明源であって、前記エンクロージャが窓を有し、その窓が、１３０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内の波長にて少なくとも部分的に透明な照明源。
  16. 請求項１３に記載の照明源であって、前記ガスが、水素、重水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンのうち少なくとも一種類を含む照明源。
  17. 請求項１６に記載の照明源であって、前記ガスの充填圧が１Ｐａ～１００００Ｐａである照明源。
  18. 請求項１６に記載の照明源であって、前記ガスの充填圧が０．１気圧～１０気圧である照明源。
  19. 請求項１３に記載の照明源であって、１０Ｖ～５０Ｖの電圧を印加するよう第２電力供給源が構成されている照明源。
  20. 請求項１３に記載の照明源であって、５０Ｖ～２００Ｖの電圧を印加するよう第１電力供給源が構成されている照明源。
  21. 請求項１３に記載の照明源であって、更に、前記エンクロージャの内部に配置された１個又は複数個の集束電極を備える照明源。
  22. 請求項１３に記載の照明源であって、更に、前記エンクロージャの外部に配置された１個又は複数個の磁石を備える照明源。
  23. 請求項２２に記載の照明源であって、前記１個又は複数個の磁石が永久磁石及び電磁石のうち少なくとも一方を含む照明源。
  24. 請求項１３に記載の照明源であって、前記エンクロージャが２個の内部空間(volume)を有し、そのうち第１内部空間には前記ガス、第２内部空間には前記カソードが収容されている照明源。
  25. 基板を広帯域紫外輻射に対し露出させる方法であって、
    広帯域紫外照明源のエンクロージャにガスを供給し、
    プラズマ放電装置を用い前記エンクロージャの内部でプラズマを発生させ、
    前記エンクロージャにて広帯域紫外輻射を発生させ、
    前記エンクロージャの外部に所在している基板に前記広帯域紫外輻射を光学的に結合させる方法であり、
    前記プラズマ放電装置が、
    アノードと、
    カソードと、
    前記アノード・前記カソード間に電圧を印加するよう構成された第１電力供給源と、
    を備えるプラズマ放電装置であり、前記カソードが、
    上面を有するシリコン基板と、
    前記シリコン基板の上面上に配置された誘電体層と、
    前記誘電体層の上面上に配置された少なくとも１個のグラフェン層と、
    前記グラフェン層の上面上に形成された金属コンタクトと、
    前記金属コンタクト・前記シリコン基板間に電圧を印加するよう構成された第２電力供給源と、
    が備わるカソードである方法。
  26. 請求項２５に記載の方法であって、前記エンクロージャの１枚又は複数枚の壁のうち少なくとも１枚が、１３０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内の波長にて少なくとも部分的に透明な方法。
  27. 請求項２５に記載の方法であって、前記エンクロージャが窓を有し、その窓が、１３０ｎｍ～４００ｎｍの範囲内の波長にて少なくとも部分的に透明な方法。
  28. 請求項２５に記載の方法であって、前記ガスが、水素、重水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン及びキセノンのうち少なくとも一種類を含む方法。
  29. 請求項２８に記載の方法であって、前記ガスの充填圧が１Ｐａ～１００００Ｐａである方法。
  30. 請求項２８に記載の方法であって、前記ガスの充填圧が０．１気圧～１０気圧である方法。
  31. 請求項２５に記載の方法であって、１０Ｖ～５０Ｖの電圧を印加するよう第２電力供給源が構成されている方法。
  32. 請求項２５に記載の方法であって、５０Ｖ～２００Ｖの電圧を印加するよう第１電力供給源が構成されている方法。
  33. 請求項２５に記載の方法であって、更に、
    前記プラズマ放電装置のアノード付近でのプラズマ密度を上昇させる方法。
  34. 請求項３３に記載の方法であって、前記エンクロージャの内部に１個又は複数個の集束電極を配置しそれにより前記プラズマ密度を上昇させる方法。
  35. 請求項３３に記載の方法であって、前記エンクロージャの外部に１個又は複数個の磁石を配置しそれにより前記プラズマ密度を上昇させる方法。
  36. 請求項３５に記載の方法であって、前記１個又は複数個の磁石が永久磁石及び電磁石のうち少なくとも一方を含む方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11255797B2 (en) * 2019-07-09 2022-02-22 Kla Corporation Strontium tetraborate as optical glass material
CN112687520B (zh) * 2020-12-16 2021-09-24 中山大学 一种空间电子激发的反射式深紫外光源

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5608526A (en) 1995-01-19 1997-03-04 Tencor Instruments Focused beam spectroscopic ellipsometry method and system
US5999310A (en) 1996-07-22 1999-12-07 Shafer; David Ross Ultra-broadband UV microscope imaging system with wide range zoom capability
US6278519B1 (en) 1998-01-29 2001-08-21 Therma-Wave, Inc. Apparatus for analyzing multi-layer thin film stacks on semiconductors
US7957066B2 (en) 2003-02-21 2011-06-07 Kla-Tencor Corporation Split field inspection system using small catadioptric objectives
US7245438B2 (en) 2005-05-23 2007-07-17 Kla-Tencor Technologies Corporation Broad band objective having improved lateral color performance
US7345825B2 (en) 2005-06-30 2008-03-18 Kla-Tencor Technologies Corporation Beam delivery system for laser dark-field illumination in a catadioptric optical system
US7705331B1 (en) 2006-06-29 2010-04-27 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for providing illumination of a specimen for a process performed on the specimen
US7525649B1 (en) 2007-10-19 2009-04-28 Kla-Tencor Technologies Corporation Surface inspection system using laser line illumination with two dimensional imaging
KR101278425B1 (ko) 2008-12-27 2013-06-24 에너제틱 테크놀로지 아이엔씨. 광원 장치
US8441639B2 (en) 2009-09-03 2013-05-14 Kla-Tencor Corp. Metrology systems and methods
US9274059B2 (en) 2011-03-14 2016-03-01 Battelle Memorial Institute Microfluidic electrochemical device and process for chemical imaging and electrochemical analysis at the electrode-liquid interface in-situ
US9279774B2 (en) 2011-07-12 2016-03-08 Kla-Tencor Corp. Wafer inspection
US9228943B2 (en) 2011-10-27 2016-01-05 Kla-Tencor Corporation Dynamically adjustable semiconductor metrology system
US9645287B2 (en) 2012-12-17 2017-05-09 Kla-Tencor Corporation Flexible optical aperture mechanisms
KR101401920B1 (ko) 2013-02-21 2014-05-30 고려대학교 산학협력단 그래핀 전극을 이용한 나노레이저 발생장치 및 이의 제조방법
US9726617B2 (en) 2013-06-04 2017-08-08 Kla-Tencor Corporation Apparatus and methods for finding a best aperture and mode to enhance defect detection
US9255887B2 (en) 2013-06-19 2016-02-09 Kla-Tencor Corporation 2D programmable aperture mechanism
US9709510B2 (en) 2014-06-26 2017-07-18 Kla-Tencor Corp. Determining a configuration for an optical element positioned in a collection aperture during wafer inspection
US9891177B2 (en) 2014-10-03 2018-02-13 Kla-Tencor Corporation TDI sensor in a darkfield system
KR102345537B1 (ko) 2014-12-11 2021-12-30 삼성전자주식회사 플라즈마 광원, 및 그 광원을 포함하는 검사 장치
US9470639B1 (en) 2015-02-03 2016-10-18 Kla-Tencor Corporation Optical metrology with reduced sensitivity to grating anomalies
CN105403528B (zh) * 2015-11-17 2018-12-07 国家纳米科学中心 石墨烯等离激元增强红外光谱探测的电学原位扣背景方法

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