JP5152615B2 - 微小な規則的パターンの配列の乱れ検出測定方法 - Google Patents
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Description
などの非粒子線よりなるエネルギー線を照射してモアレ縞を形成し、そのモアレ縞の形状に基づいて規則的パターンの配列の乱れが検出、測定できるのではないかと考え、鋭意検討を重ねた結果、モデルグリッドを形成せずに、フォトニック結晶やピクセルアレー等の微小な規則的パターンを有する被検出対象物に直接エネルギー線を照射しながら走査することにより、規則的パターンの変形の様子を一度に所定範囲で観察し、局部的な配列の乱れが検出、測定可能であることを見出した。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
致させても異ならせてもよい。また、走査パターンの走査速度も、被検出対象物の種類等に応じて適宜設定されるが、通常、1〜1000mm/秒程度とすることができる。
に平行な等間隔のモアレ縞が観察されるが、規則的パターンの一部に傾きが生じた場合には、図6の下側に示すように二次電子等の発生量が最も多く明るく見える部分(二次電子等によるモアレ縞)は斜めに観察され、図6の上部のように平行ではないことがわかる。そして、このモアレ縞の幅と角度より、配列の乱れの角度を求めることができる。なお走査幅を配列の幅と同じに設定した場合には、走査幅とモアレ縞の傾きの角度より配列の傾きの角度を求めることができる。
規則的パターンを有する被検出対象物として、図7に示す升目が25ミクロンの直交の304ステンレス鋼製金網(メッシュ)を用いた。この金網を走査型電子顕微鏡(トプコン社製SX−40A)の試料室内に入れて減圧し、加速電圧20kV、電流値100pAの条件で、電子線を22ミクロンの走査間隔で図7の紙面水平方向に走査したところ、二次電子発生量等の違いにより図8に示すような等間隔のモアレ縞が得られた。
<実施例2>
電子線の走査間隔を25ミクロンにした以外は実施例1と同様にして金網に平行に電子線を走査したところ、図9に示すようにモアレ縞は観察できなかった。
<実施例3>
図7に示す升目が25ミクロンの直交の規則的パターンを有する金網(メッシュ)に切
れ目(矢印)を入れ、規則的パターンに乱れを生じさせた金網を走査型電子顕微鏡(トプコン社製SX−40A)の試料室内に入れて油拡散ポンプにて減圧し、電子線の走査間隔を23.5ミクロンにした以外は実施例1と同様にして金網に平行に走査したところ、図12に示すようなモアレ縞が観測された。切れ目でモアレ縞にずれを生じていることわかる。これは格子に切れ目(ずれ)が生じたために生じたものであり、格子の不連続性の検出に使用可能であることが確認された。
<実施例4>
金網を試料室内で右側を図の上下方向に引っ張った状態にしたこと以外は実施例1と同様にして電子線の走査を行ったところ、図13に示すようなモアレ縞が観測された。左側よりも右側のモアレ縞の間隔が狭く、格子間隔が大きくなっていることがわかる。
<実施例5>
規則的パターンとして、電子線リソグラフィーを用いて作製したラインアンドスペースパターン(平行で等間隔な凹凸の平行線群)を用いた。電子線レジスト(日本ゼオン社製ZEP−520−22)を2500回/分の回転数でシリコン基板上に厚さ0.4ミクロンの厚さに塗布した。これに、等間隔の平行線を描画する機能を持つパターンジェネレーターを持つ走査型電子顕微鏡(トプコン社製SX−40A)を用いて、線間隔0.143ミクロン(可視光の波長よりも小さい)、平行線のビームを電流量20pA(ピコアンペア)、倍率を1260倍にしてラピッドスキャンモードで6秒間照射した。照射された部分を除去する現像は、日本ゼオン社製ZED−N50を用い、20℃において60秒行った。現像後、金蒸着をして走査型電子顕微鏡にて観察した結果を図14に示す。線間隔は0.143ミクロンであった。この試料を同走査型電子顕微鏡の試料室に入れて油拡散ポンプにて減圧し、加速電圧20kV、電流値20mAの電子線を0.14ミクロンの間隔で図14の線と平行に走査速度68mm/秒で照射したところ、図15に示すような間隔10ミクロンのモアレ縞が観察できた。モアレ縞間隔は不均一であり、ラピッドスキャンモードでは間隔が不均一となることがわかった。
<実施例6>
規則的パターンを有する試料として、光の干渉とフォトリソグラフィーを用いて作製した直交グリッドパターン(直交で等間隔な凹凸の平行線群)を用いた。このグリッドパターンは中国社製(Beijing Holo Tech Co. Ltd.)で線間隔は0.83ミクロンであった。これにレーザー顕微鏡(Lasertec製走査型レーザー顕微鏡1LM15W)を用いてレーザービームを0.76ミクロンの間隔で直交格子の一方の線に平行に照射したところ、図16に示すような間隔8.85ミクロンのモアレ縞が観察できた。モアレ縞間隔は中央部分でほぼ均一であり、この部分のグリッドはほぼ均一であることがわかった。
2 電子線走査用コイル
3 電子線
4 二次電子・反射電子等
5 二次電子等検出器
6 粒子線の照射位置と信号の検出量を輝度の強弱により表すモニターまたはパソコンとその情報を表示するモニター
S 試料
11 粒子
12 電子線
13 二次電子
14A、14B モアレ縞
15 欠陥
Claims (4)
- 微小な規則的パターンを有する非導電性の被検出対象物上に、粒子線を所定の走査パターンで照射し、粒子線を照射したときに照射部位より生ずる二次電子発生量と粒子線による照射部位の帯電量とが等しくなるように粒子線の加速電圧を制御し、粒子線を照射したときに生じる二次電子発生量、反射粒子量、二次イオン発生量あるいはX線量の違いによりモアレ縞を形成させて、そのモアレ縞に基づいて被検出対象物が有する規則的パターンの変形の様子を一度に所定範囲で観察し、局部的な配列の乱れを検出または測定することを特徴とする微小な規則的パターンの配列の乱れ検出測定方法。
- 微小な規則的パターンの配列ピッチが可視光の波長より小さいことを特徴とする請求項1に記載の微小な規則的パターンの配列の乱れ検出測定方法。
- 微小な規則的パターンの配列ピッチが1ナノメーター〜350ナノメーターの範囲内であることを特徴とする請求項2に記載の微小な規則的パターンの配列の乱れ検出測定方法。
- 微小な規則的パターンの配列が結晶性の配列であることを特徴とする請求項2に記載の微小な規則的パターンの配列の乱れ検出測定方法。
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