(57)【要約】  荷電粒子ビームレットの特性を決定するセンサを具備し、ターゲットの表面にパターンを転写する荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステムにおいて、センサは、荷電粒子の受け取りに応じて、フォトンを発生させるコンバータ素子を備え、コンバータ素子は１つ以上の荷電粒子ビームレットを受け取る表面を含み、表面には１つ以上の個々のビームレットを評価するための１つ以上のセルが設けられており、各セルは、複数のナイフエッジを形成する１つ以上の荷電粒子ブロッキング構造の予め定められたブロッキングパターンを含み、コンバータ素子の表面は荷電粒子に対しては実質的に透過性であり、周辺光に対しては実質的に非透過性である被覆層で覆われており、導電性の層は被覆層とブロッキング構造の間に位置している、荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステム。【選択図】図２Ａ
2013522923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の荷電粒子ビームレットの１つ以上の特性を決定するセンサを具備し、ターゲットの表面にパターンを転写する荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステムにおいて、
前記センサは、荷電粒子の受け取りに応じて、フォトンを発生させるコンバータ素子を備え、
前記コンバータ素子は、１つ以上の荷電粒子ビームレットを受け取る表面を含み、
前記表面には、１つ以上の個々のビームレットを評価するための１つ以上のセルが設けられており、
各セルは、前記コンバータ素子の表面にわたっての予め定められたビームレットスキャン軌跡に沿って、ブロッキング領域と非ブロッキング領域の間の移行部における複数のナイフエッジを形成する、１つ以上の荷電粒子ブロッキング構造の予め定められたブロッキングパターンを含み、
前記コンバータ素子の表面は、前記荷電粒子に対しては実質的に透過性であり、周辺光に対しては実質的に非透過性である被覆層で覆われており、
導電性の層は、前記被覆層と前記ブロッキング構造の間に位置している、荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステム。
【請求項２】
前記センサは、複数の荷電粒子ビームレットのそれぞれの受け取りに応じて、信号を同時に発生させることによって、ビームレットのそれぞれに対して並列的に、前記複数の荷電粒子ビームレットの１つ以上の特性を決定するように適合されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記導電性の層は、前記コンバータ素子の表面に実質的に平行な平面における前記ブロッキング構造の寸法に、形状およびサイズにおいて実質的に類似している、請求項１または２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４】
前記導電性の層は、クロミウムを含む、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５】
前記ブロッキング構造は、タングステンを含む、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記コンバータ素子は、シンチレートする材料を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記シンチレートする材料は、イットリウム アルミニウム ガーネットを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記被覆層は、チタニウムを含む、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記荷電粒子ビームレットは、エレクトロンビームレットである、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記センサは、
前記コンバータ素子により発生されたフォトンを受け取るフォトンレセプタと、
前記フォトンレセプタからの信号を受け取って、前記信号に基づいて、１つ以上のビームレットの１つ以上の特性を決定する制御ユニットと
をさらに備える、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
複数の荷電粒子ビームレットを発生させるビームレット発生器と、
転写されることになるパターンにしたがって、前記荷電粒子ビームレットを変調させる変調システムと、
前記ターゲットの表面上に、前記変調されたビームレットをフォーカスするエレクトロン光学システムと、
前記ターゲットまたは前記センサのいずれかの表面上に、前記フォーカスされたビームレットを偏向させる偏向システムと
をさらに備える、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
荷電粒子ビームによる露光に応じて、信号を発生させるセンサにおいて、
前記センサは、荷電粒子の受け取りに応じて、フォトンを発生させるコンバータ素子を備え、
前記コンバータ素子は、１つ以上の荷電粒子ビームレットを受け取る表面を含み、
前記表面には、１つ以上の個々のビームレットを評価するための１つ以上のセルが設けられており、
各セルは、前記コンバータ素子の表面にわたっての予め定められたビームレットスキャン軌跡に沿って、ブロッキング領域と非ブロッキング領域の間の移行部における複数のナイフエッジを形成する、１つ以上の荷電粒子ブロッキング構造の予め定められたブロッキングパターンを含み、
前記コンバータ表面は、前記荷電粒子に対しては実質的に透過性であり、周辺光に対しては実質的に非透過性である被覆層で覆われており、
導電性の層は、前記被覆層と、前記ブロッキング構造との間に位置しており、
前記センサは、前記コンバータ素子に関係するフォトンレセプタであって、前記コンバータ素子により発生されたフォトンに基づいて信号を発生させるフォトンレセプタをさらに備える、センサ。
【請求項１３】
前記フォトンは、前記コンバータ素子により発生されたフォトンに基づいて、受け取り情報を形成するように構成されており、
前記センサは、前記フォトンレセプタからの前記受け取り情報を受け取って、前記受け取り情報に基づいて、複数の荷電粒子ビームの特性を決定する制御ユニットをさらに備える、請求項１２に記載のセンサ。
【請求項１４】
複数の荷電粒子ビームレットの特性を感知するセンサ中で使用するコンバータ素子であって、荷電粒子の受け取りに応じて、フォトンを発生させるコンバータ素子において、
前記コンバータ素子は、１つ以上の荷電粒子ビームレットを受け取る表面を含み、
前記表面は、１つ以上の個々のビームレットを評価する１つ以上のセルが設けられており、
各セルは、前記コンバータ素子の表面にわたっての予め定められたビームレットスキャン軌跡に沿って、ブロッキング領域と非ブロッキング領域の間の移行部における複数のナイフエッジを形成する、１つ以上の荷電粒子ブロッキング構造の予め定められたブロッキングパターンを含み、
前記コンバータ素子の表面は、前記荷電粒子に対しては実質的に透過性であり、周辺光に対しては実質的に非透過性である被覆層で覆われており、
導電性の層は、前記被覆層と、前記ブロッキング構造との間に位置している、コンバータ素子。
【請求項１５】
当たっている荷電粒子をフォトンに選択的に変換するように構成されているコンバータ素子を製造する方法において、
前記方法は、
荷電粒子をフォトンに変換する変換材料を含む基板を設けることと、
導電性の材料を含む第１の層と、エッチングストップ材料を含む第２の層と、第３の材料を含む第３の層とにより、基板を実質的に覆うことと、
前記第３の層の上部にレジスト層を設けることと、
第１の予め定められたパターンを形成するように、前記レジスト層をパターン形成し、デベロップして、前記第３の層が露出されるまで、前記デベロップされたレジスト層をエッチングすることと、
前記露出された第３の層を、さらなるエッチングストップ材料を含む第４の層で覆うことと、
前記第３の層が、第２の予め定められたパターンにしたがって露出されるように、前記デベロップされたレジストをリフトすることと、
前記第２の層が露出されるまで、前記第２の予め定められたパターンにしたがって、前記第３の層をエッチングすることと、
前記第１の層が露出されるまで、前記第２の予め定められたパターンにしたがって、前記第２の層とともに、前記第４の層をエッチングすることと
を含み、
前記第２の予め定められたパターンは、第１の予め定められたパターンの反転である、方法。
【請求項１６】
前記第１の層は、周辺光に対しては実質的に非透過性であり、荷電粒子ビームレットに対しては実質的に透過性である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の層のエッチングストップ材料と、前記第４の層のさらなるエッチングストップ材料とは、同一である、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記エッチングストップ材料と前記さらなるエッチングストップ材料とのうちの少なくとも１つは、クロームを含む、請求項１５ないし１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の層の導電性の材料は、チタニウムおよびアルミニウムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記第３の層の材料は、ウェットエッチングおよびドライエッチングの両方に対して、高い選択性を有する、請求項１５ないし１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第３の材料は、タングステンを含む、請求項１５ないし２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記基板の変換材料は、シンチレートする材料を含む、請求項１５ないし２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記シンチレートする材料は、イットリウム アルミニウム ガーネットを含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子リソグラフィーシステムに関連し、特にマスクレス荷電粒子システムに関連し、特に荷電粒子ビーム特性を決定するためのセンサに関連し、コンバータ素子に関連し、そして、それらに同一のものを製造する方法に関連する。
【関連技術の説明】
【０００２】
荷電粒子リソグラフィーシステムは、複数の荷電粒子ビームレットを利用して、ターゲットの表面上にパターンを転写する。ビームレットは、ターゲットの表面にわたってスキャンされることによって、パターンを書き込んでもよく、他方、ターンオンまたはターンオフできるビームレットを生成するように、それらの軌跡は、制御可能にブロックされてもよい。ブロッキングは、ブロッキング表面上でのビームレットの静電偏向によって、確立されてもよい。さらに、または、代わりに、ビームレットのサイズと形状は、軌跡に沿って適合されてもよい。偏向、形状、および／または、サイズの適合は、例えば、開口アレイ、静電偏向器のアレイ、および／または、ビームレット消去器のような１つ以上のエレクトロン光学コンポーネントによって実行されてもよい。ターゲットの表面上にパターンを転写するために、ターゲットの表面にわたってのそれらの動きとの組み合わせで、ビームレットの制御可能ブロッキングが、変調情報にしたがって実行される。複数の荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステムの例が、米国特許第６，９５８，８０４号に記述されており、その開示は、ここで、参照によって、その全体を組み込まれている。
【０００３】
このようなリソグラフィーシステムは、非常に多数の、すなわち、１０，０００か、それ以上のオーダーで、例えば、１３，０００のビームレットを有することができる。将来の設計では、１０，０００，０００ビームレットのオーダーの数さえも想定している。現在のエレクトロンビームリソグラフィの一般的な目的は、１００ｎｍを十分に下回る機構サイズの最大寸法を有する、イメージングパターンを可能にする何らかの応用により、高解像度で、ターゲット表面をパターン形成可能にすることである。
【０００４】
このような複数のビームレットに対して、高解像度リソグラフィーシステムが商業的に実現性あるようになるためには、荷電粒子ビームレットのそれぞれの位置が、精密に知られ、制御されることが重要である。さらに、ターゲット表面における、ビームレットのスポットサイズ、ビームレットの形状、および、ビームレットの強度についての知識と制御もまた重要である。製造許容差や、熱ドリフトのような、さまざまな状況によって、このようなビームレット特性は、しかしながら、それらの予期される、所望の特性から逸脱するかもしれず、このことは、正確なパターン形成に関して、これらの逸脱したビームレットを無効にさせるかもしれない。
【０００５】
このような逸脱は、とりわけ、位置の逸脱、ターゲット表面上に露光される、スポットサイズにおける逸脱、および／または、ビームレット強度における逸脱を含んでもよい。逸脱しているビームレットは、書き込まれることになるパターンの品質に、深刻な影響を及ぼすかもしれない。したがって、改良された基準値がとられるように、これらの逸脱を検出することが望ましい。
【０００６】
従来のリソグラフィーシステムでは、ビームレット位置の頻繁な測定によって、それぞれのビームレットの位置が決定される。ビームレット位置の知識があると、ビームレットを正しい位置にシフトさせることができる。正確な書き込みのために、数ナノメートルのオーダーの距離内のビームレット位置を決定することが有利である。
【０００７】
周知のビームレット位置較正方法は、一般的に、少なくとも３つのステップを含む。すなわち、ビームレットの位置が測定される測定ステップと、ビームレットの測定された位置が、そのビームレットの所望の予期される位置に対して比較される計算ステップと、測定された位置と所望の位置の間の差が補償される補償ステップとである。補償は、リソグラフィーシステムのソフトウェアまたはハードウェアのいずれかにおいて実行されてもよい。
【０００８】
先進的な荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステムにおいては、位置制御に加えて、ビームレットのスポットサイズ制御が、同様に重要なものであってもよい。スポットサイズ測定に対する所望の詳細は、３０ｎｍから１５０ｎｍの範囲におけるビームレットのスポットサイズの決定と；５ｎｍより小さい、３シグマ値でのスポットサイズ測定の正確性と；５ｎｍより小さい、３シグマ値での単一のセンサ内のこのようなスポットサイズ測定の再現精度とを含む。
【０００９】
リソグラフィーシステムの動作の間に、ターゲット表面パターン形成の正確性を改善するための早期の位置および／またはスポットサイズ較正を可能にするように、ビームレットの位置および／またはビームレットのスポットサイズのような特性を決定することが望ましい。スループット、すなわち、予め決定された時間期間内にパターン形成できるターゲット表面の数、に対する負の影響を制限するために、荷電粒子ビームレットの特性を測定する方法が正確性を犠牲にすることなく、制限された時間期間内に実行できることが望ましい。
【００１０】
多数の荷電粒子ビームレットの特性を測定するためのセンサ、特に、リソグラフィーシステムで使用される荷電粒子ビームレットを測定するためのセンサは、米国公開特許出願第２００７／０５７２０４号に記述されており、本出願人に譲渡されており、その内容は、ここで参照により、その全体を組み込まれている。
【００１１】
米国公開特許出願第２００７／０５７２０４号は、螢光スクリーンまたはドープＹＡＧ材料のようなコンバータ素子を使用して、荷電粒子ビームレットを、光ビームへと変換する方法およびセンサを記述する。後続して、光ビームは、ダイオード、ＣＣＤ、もしくは、ＣＭＯＳデバイスのような光感知検出器のアレイによって検出される。単一の動作において、多数の光感知検出器を読み出すことによって、比較的高速な測定が達成される。さらに、センサ構造、特に、光検出器のアレイが、リソグラフィーシステムのステージ部の領域における、過度に大きい構造手段の必要なく、非常に小さいピッチの複数のビームを測定することを可能にする。
【００１２】
しかしながら、産業界における、スループット損失のない小型寸法に関する、連続的に増加している需要を鑑みると、リソグラフィーシステムにおいて、特に、高スループットを提供するように設計されている多数の荷電粒子ビームレットを含むリソグラフィーマシンにおいて、ビームレット特性の測定のためのさらにより正確なデバイスおよび技術を提供する必要性がある。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の目的は、拡張解像度性能を有する荷電粒子リソグラフィーシステムにおいて使用するのに適切な、より正確なセンサを提供することである。この目的のために、本発明は、１つ以上の荷電粒子ビームレットの１つ以上の特性を決定するセンサを具備し、ターゲットの表面にパターンを転写する荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステムにおいて、センサは、荷電粒子の受け取りに応じて、フォトンを発生させるコンバータ素子を備え、コンバータ素子は、１つ以上の荷電粒子ビームレットを受け取る表面を含み、表面には、１つ以上の個々のビームレットを評価するための１つ以上のセルが設けられており、各セルは、コンバータ素子の表面にわたっての予め定められたビームレットスキャン軌跡に沿って、ブロッキング領域と非ブロッキング領域の間の移行部における複数のナイフエッジを形成する、１つ以上の荷電粒子ブロッキング構造の予め定められたブロッキングパターンを含み、コンバータ素子の表面は、荷電粒子に対しては実質的に透過性であり、周辺光に対しては実質的に非透過性である被覆層で覆われており、導電性の層は、被覆層とブロッキング構造の間に位置している、荷電粒子ビームレットリソグラフィーシステムを提供する。
【００１４】
被覆層は、センサがより均質な方法で応答して、コンバータ素子の表面のかなりの領域にわたって、例えば、約３×３ｍｍ2の領域にわたって、荷電粒子を受け取ることを可能にする。被覆層は、例えば、背景放射または類似物のような、周辺光からのローカルの影響を除去する。結果として、複数のビームレットが高解像度で、同時に感知されてもよい。被覆層において使用されるのに適切な材料は、チタニウム（Ｔｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）を含む。
【００１５】
ブロッキング構造は、一般的に、タングステン（Ｗ）のような重金属を含み、一般的に、１つ以上のエッチングステップを含む基板の上部の構造をもたらす。導電性の層に使用される材料は、好ましくは、このようなエッチングステップに対する高い選択性を有する。導電性の層を形成する材料に含まれてもよい適切な材料は、クロミウム（Ｃｒ）である。Ｃｒを使用することの利点は、Ｃｒが、Ｔｉと同じ方法で構成させることが出来るので、実質的な量の追加的な労力や困難性なしで適用できることである。
【００１６】
本発明のある実施形態は、当たっている荷電粒子をフォトンに選択的に変換するコンバータ素子を製造する方法に関連する。方法は、荷電粒子をフォトンに変換する変換材料を含む基板を設けることと、導電性の材料を含む第１の層と、エッチングストップ材料を含む第２の層と、第３の材料を含む第３の層とにより、基板を実質的に覆うことと、第３の層の上部にレジスト層を設けることと、第１の予め定められたパターンを形成するように、レジスト層をパターン形成し、デベロップして、第３の層が露出されるまで、デベロップされたレジスト層をエッチングすることと、露出された第３の層を、さらなるエッチングストップ材料を含む第４の層で覆うことと、第３の層が、第２の予め定められたパターンにしたがって露出されるように、デベロップされたレジストをリフトすることと、第２の層が露出されるまで、第２の予め定められたパターンにしたがって、第３の層をエッチングすることと、第１の層が露出されるまで、第２の予め定められたパターンにしたがって、第２の層とともに、第４の層をエッチングすることとを含み、第２の予め定められたパターンは、第１の予め定められたパターンの反転である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
本発明の特徴および利点は、以下の図面に対する参照において、さらに理解される。  
【図１】図１は、荷電粒子をフォトンへと変換する基板を使用するセンサの概念を概略的に示す。
【図２Ａ】図２Ａは、ブロッキング構造が設けられたコンバータ素子の断面図を概略的に示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａのブロッキング構造の位置の関数としての、送出強度を示すグラフを表す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、ラインエッジの粗さに関連する問題を概略的に示す。
【図３Ａ】図３Ａは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｅ】図３Ｅは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｆ】図３Ｆは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｇ】図３Ｇは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【図３Ｈ】図３Ｈは、コンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。
【発明の詳細な説明】
【００１８】
図面に対する参照とともに提供する、以下の本発明の特定の実施形態の説明は、単に例としてのみ提供するものである。
【００１９】
図１は、粒子ビームの１つ以上の特性を決定するための、特に荷電粒子ビームレットの１つ以上の特性を決定するためのセンサの動作を概略的に示す。センサは、コンバータ素子１およびフォトンレセプタ５を備える。コンバータ素子は、荷電粒子ブロッキング領域８と、非ブロッキング領域としてもさらに呼ばれる荷電粒子通過領域７とを有するパターンを備える。コンバータ素子１は、荷電粒子２を受け取って、応答して、フォトン３を発生させるように構成されている。フォトン３は、光学システム１１によって、フォトンレセプタ５に対して向けられてもよい。フォトンレセプタ５は、荷電粒子２の１つ以上の特性を決定するための計算ユニット、例えば、コンピュータ１３に通信可能に結合されている。
【００２０】
コンバータ素子１は、蛍光素子、例えば蛍光スクリーン、または、シンチレートする素子、例えばドープ イットリウム アルミニウム ガーネット（ＹＡＧ）材料の形態を採用してもよい。以後、本発明の実施形態は、コンバータ素子１として使用されているＹＡＧスクリーンとともに記述することにし、ここで、ＹＡＧスクリーンをＹＡＧ１と呼んでもよい。
【００２１】
フォトンレセプタ５は、複数のダイオード、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）カメラ、または、相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）カメラのような何らかの適切な光感知検出器を含んでもよい。以後、フォトンレセプタ５を、カメラ５として呼んでもよい。
【００２２】
さらに、本発明の実施形態は、何らかのタイプの（荷電）粒子または光ビーム２に対して使用されてもよいが、以後、本発明の実施形態は、エレクトロンに対する参照とともに記述する。
【００２３】
ビームレットサイズがナノメートル値域中にあるエレクトロンビームレットデバイス、例えば、エレクトロンマイクロスコープ、エレクトロンビームリソグラフィ装置、および、エレクトロンビームパターン発生器において、コンバータ素子１による変換によって作成されるフォトンの直接の観察は、解像度がコンバータ素子１の波長によって制限されるので、エレクトロンビームレットの位置のような特性の決定を可能にするのには不十分である。
【００２４】
正確性を改善するために、エレクトロンビームレットは、ナイフエッジとしてさらに呼ぶ鋭いエッジが設けられたエレクトロンブロッキング構造全体にわたってスキャンされてもよい。ナイフエッジが設けられたコンバータ素子を使用するセンサの例は、特許出願第２００７／０５７２０４号に記述されている。
【００２５】
図２Ａは、エレクトロンブロッキング構造が設けられたエレクトロンビームレット受け取り表面を備えるＹＡＧ１の断面図を概略的に示す。ブロッキング層１８は、金属層であってもよい。エレクトロンをブロッキングするための適切な金属は、タングステンである。ブロッキング領域とブロッキング領域の間に、非ブロッキング領域がある。エレクトロンブロッキング構造の非ブロッキング領域上に当たっている、エレクトロンビーム２２は、実際には、ＹＡＧ１の表面上に当たっており、または、ＹＡＧの表面上の被覆上に当たっている。
【００２６】
ブロッキングエレクトロンの一部分の内に、ブロッキング層１８に加えて、追加的な層２１が存在する。追加的な層２１は、ブロッキング層１８の均質性を増加させる目的で働く。追加的な層２１は金属層であってもよい。追加的な層２１において使用するために特に適切な材料の例は、クロミウムである。
【００２７】
ＹＡＧ１は、被覆層２０で覆われていてもよい。被覆層２０は、背景放射をブロッキングするための金属層であってもよい。被覆層２０は、一方で荷電粒子に対して実質的に透過性であり、他方で、荷電粒子に対して実質的に非透過性である。この理由のために、被覆層２０の厚みは、両方の機能を確立するのに十分である。被覆層２０のための適切な材料は、アルミニウムおよびチタニウムを含む。
【００２８】
上で言及したように、エレクトロンビーム２２の１つ以上の特性を決定するために、エレクトロンビーム２２は、（図２Ａにおいて、Ｘ方向として示した方向において、）ＹＡＧ１上に設けられるブロッキング構造にわたって、スキャンされてもよい。応答して、ＹＡＧ１内で発生されたフォトンが、カメラによって検出されてもよい。このようなスキャニングおよび検出アクションの例示的な結果を、図２Ｂにおいて概略的に図示した。
【００２９】
図２Ｂは、コンバータ素子１の表面にわたって、エレクトロンビーム２２のｘ位置の関数として、コンバータ素子１によって放出される光の強度を表すグラフを示す。エレクトロンビーム２２が、非ブロッキング領域に全体として位置しているとき、最大の応答が観察され、エレクトロンビーム２２が、ブロッキング領域の上部に全体として位置している場合、最小の光が発生される。ナイフエッジの横断は、光強度の急傾斜の変化をもたらす。
【００３０】
いくつかの実施形態では、測定結果の堅牢な処理を提供するために、高いしきい値Ｔhを超える強度レベルが、プロセッサに対する高レベル信号値として提供される。同様に、低いしきい値Ｔlを下回る検出強度レベルが、低レベル信号値として提供されてもよい。しきい値ＴhおよびＴlの使用は、デジタル処理の使用を可能にしてもよい。
【００３１】
予め定められた方向にエレクトロンビームをスキャンする際に、エレクトロンビームレットは、ナイフエッジを横断する間に、２つのタイプの状況に直面してもよい。第１の状況では、ビームレットは、ブロッキング領域から、非ブロッキング領域への移行を経験する。第２の状況では、ビームレットは、非ブロッキング領域から、ブロッキング領域への移行を経験する。
【００３２】
第１の状況に対応する移行の間に直面されるナイフエッジは、第１のタイプのナイフエッジとして呼ばれてもよい。同様に、第２の状況に対応する移行の間に直面されるナイフエッジは、第２のタイプのナイフエッジとして呼ばれてもよい。したがって、ナイフエッジのタイプは、測定されることになるビームレットのスキャニング方向に依拠している。“類似のタイプのナイフエッジ”に対して参照が行われる場合、このことは、すべての関係するナイフエッジは、第１のタイプのナイフエッジに関連するか、または、第２のタイプのナイフエッジに関連するかのいずれかを意味する。
【００３３】
コンバータ素子表面のエレクトロン受け取り表面上に設けられるナイフエッジパターンについての知識は、ビームレットの１つ以上の特性の決定を可能にする。図１を参照して記述したようなセンサの使用によって測定できる特性と、図２Ａを参照して記述したようなナイフエッジパターンは、ビームレット位置およびビームレットスポットサイズを含み、ここで、スポットサイズは、コンバータ素子１の表面上のエレクトロンビームレットのサイズに関連する。
【００３４】
例えば、ｘ方向に、コンバータ素子の表面全体にわたって、ビームレットをスキャンすることによって、コンバータ素子により放出される光の強度が、図２Ｂによって示したように、最大値から最小値へと変化する位置、または、最小値から最大値へと変化する位置を測定することによって、ビームレット位置を測定できる。例えば、強度が最大値から最小値へと変化するとき、このことは、ビームレットが、ｘ方向において、非ブロッキング領域から、ブロッキング領域へと移行しているナイフエッジにわたってスキャンされることを示す。しかしながら、どのナイフエッジに、ビームレットが位置付けられているかに関しては、不確実さがあるかもしれない。
【００３５】
例えば、ビームレットがナイフエッジ全体にわたってスキャンされるときに、強度が最大値から減少し始めるポイントと、強度が最小値に到達するポイントとの間の距離を測定することにより、ビームレットのサイズが決定できる。これは、ビームレットが、部分的にブロックされていて、部分的にブロックされていないところにわたっての距離を示す。同様に、ビームレットサイズは、ビームレットがナイフエッジ全体にわたってスキャンされるときの、最大強度の感知と最小強度の感知との間の時間を測定して、ビームレットのスキャン速度によって倍増することによって決定できる。これらの測定値はまた、反対のナイフエッジ、最小から最大強度に移動しているビームレット上で実行できる。
【００３６】
図２Ｂに示した測定値は、関係するブロッキング領域および非ブロッキング領域の幅よりも小さい寸法を持つビームレットに関連することに留意すべきである。これらの寸法および幅は、使用されているスキャン方向に平行な方向に沿っていることが好ましい。
【００３７】
多くの応用において、単一のナイフエッジは、十分な正確さを有するビームレット特性を取得するのに適切でない。特に、ナイフエッジのいわゆるラインエッジの粗さ（ＬＥＲ）が、ビームレットの測定値の正確さを制限するかもしれない。図２Ｃは、ＬＥＲに関連する問題を概略的に図示する。図２Ｃにおいて、センサは、エレクトロンブロッキング領域３３と、エレクトロン非ブロッキング領域３４とを分離するナイフエッジ３１にわたって移動しているビームレットの強度を検出するように構成される。ナイフエッジ３１は、点線３２によって示されるような、方向および形状を持つように設計されている。
【００３８】
ビームレットがブロッキング領域３３から非ブロッキング領域３４へのナイフエッジ３１全体にわたった軌跡Ａをなぞるという仮定の下で、ビームレットのｘ位置が検出されるが、現実には、軌跡Ｂがなぞられている場合に、スキャニング方向中のビームレット位置は、両方の軌跡に対して同じであるべきである。結局、両方の軌跡が、同一のｘ位置において点線３２を横断する。しかしながら、図２Ｃから容易に分かるように、ナイフエッジ３１のラインエッジの粗さのせいで、軌跡Ａに対して測定されたビームレットのｘ位置は、軌跡Ｂに対して測定されたビームレットのｘ位置とは異なっているかもしれない。この例において、単一のナイフエッジ３１の横断に基づいてｘ位置を決定することは、不正確な結果をもたらす。
【００３９】
図３Ａ−３Ｈは、コンバータ素子、例えば、図２Ａを参照して記述したようなコンバータ素子を製造する方法の異なるステージを概略的に示す。コンバータ素子は、当たっている荷電粒子を、フォトンへと選択的に変換するように構成されている。
【００４０】
第１に、図３Ａに示したように、センサのさらなる層をサポートするために、基板１０１が提供される。この記述全体を通して、基板１０１と、その上に適用される構造とは、コンバータ素子として呼ばれる。基板１０１は、荷電粒子を、フォトンへと変換させるための変換材料を含む。特に、エレクトロンが荷電粒子として使用される応用に対して、適切なシンチレートする材料は、イットリウム アルミニウム ガーネット（ＹＡＧ）を含む材料であってもよい。
【００４１】
後続して、図３Ｂに示すように、荷電粒子を受け取るように構成されている基板１０１の表面側は、一般的に金属層である１つ以上の層で覆われる。層は、導電性の材料を含む第１の層１０３を含む。第１の層１０３は、周辺光に対して実質的に非透過性であり、この層は、背景放射をブロックするために構成されている。このような背景光ブロッキング層は、背景光が、コンバータ素子により発生される光と干渉することを防ぐことにより、センサの品質を向上させる。第１の層１０３は、一般的に、約３０から約８０ｎｍの値域内の厚みを有する。第１の金属に対して適している材料は、チタニウムおよびアルミニウムを含み、経時的に、より少なく酸化しがちであり、したがって、より導電性があって、前記層の表面の継続する均質性を維持するので、Ｔｉが好ましい。
【００４２】
さらに、層は、第２の材料を含む第２の層１０４を含む。第２の材料は、好ましくは、ウェットエッチングプロセスとドライエッチングプロセスとの両方に対する、エッチングのプロセスを停止させる目的で働く、エッチングストップ材料である。第２の層の使用は、特に、材料が、高い腐食感度を有する場合に、改善されたエッチング品質をもたらす。第２の層は、より鋭いエッジの実現のために、特に有用であってもよい。第２の金属に適している材料は、クロームである。
【００４３】
層は、さらに、第３の材料を含む第３の層１０５を含む。第３の材料は、荷電粒子ビームレットをブロッキングする目的で働く。第３の材料に適している材料は、制限された厚みの層を有しながら、荷電粒子とともに、周辺光もまたブロックする材料である。適している材料は、タングステンであり、このケースにおいて、適している厚みは、５０から５００ｎｍの値域内にあるだろう。このような厚みは、到来している荷電粒子を十分にブロックするに足る厚みである。他方、このような厚みは、デフォーカスやエッジ粗さのような作用に、ほんのささいな影響しか有さない。
【００４４】
いくつかの層１０３、１０４、１０５の上部に、レジスト層１０７が設けられる。図３Ｃに概略的に示したように、レジスト層１０７は、単一レジスト層であってもよく、代わりに、上位層１０７ａと下位層１０７ｂとを有する二重レジスト層であってもよい。さらなる参照は、単一レジスト層１０７に対して行うことにする。
【００４５】
レジスト層１０７は、次に、第１の予め定められたパターンに対応して、パターン形成される。パターン形成の後で、レジスト層１０７は、技術的に一般に周知の方法で、デベロッピングおよびエッチングステップを受ける。エッチングは、第３の層１０５が、露出されるまで実行される。例示的なレジスト層１０７のパターン形成、デベロッピング、および、エッチングの終了結果を、図３Ｄに概略的に示した。
【００４６】
図３Ｅに概略的に示したように、エッチングの後で、露出された第３の層１０５が、例えば、蒸着によって、第４の層１０９で覆われる。一般的に、第４の層１０９は、金属層である。第４の層１０９は、エッチングストップ層として働いてもよく、エッチング品質を改善させてもよい。第４の層１０９は、第２の層１０４で使用されるのと同一の材料、例えば、クロームを含んでもよい。
【００４７】
図３Ｆに概略的に示したように、第４の層１０９の溶着の後で、第２の予め定められたパターンにしたがって第３の層１０５が露出されるように、デベロップされたレジストがリフトオフによって除去される。第２の予め定められたパターンは、第１の予め定められたパターンの反転である。
【００４８】
後続して、露出された第３の層１０５は、第２の層１０４が露出されるまで、第２の予め定められたパターンにしたがって、エッチングされる。製造プロセスのこのステージにおけるコンバータ素子の概念図を図３Ｇに示した。
【００４９】
最後に、図３Ｈに概略的に示したように、第２の予め定められたパターンにしたがって、第２の層１０４とともに、第４の層１０９が除去され、第２の層１０４は、第１の層１０３が露出されるまで除去される。除去は、例えば、エッチングのような技術的に周知の技法によって実行されてもよい。
【００５０】
結果としてのコンバータ素子は、図２Ａを参照して記述したコンバータ素子に類似している。図２Ａのコンバータ素子を製造するために図３Ａ−３Ｈの方法が使用されることになるとき、図２Ａの基板１と層１８、２０、２１は、基板１０１、層１０５、１０３、１０４にそれぞれ対応する。
【００５１】
上記の特定の実施形態に対する参照によって、発明を説明した。これらの実施形態は、当業者にとって周知の、さまざまな変形および代わりの形態を許容することが理解されるだろう。上記のものに加えて、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、ここで記述した構造および技術に対する、さらなる変形が行われてもよい。したがって、特定の実施形態を記述したものの、これらは、単に例示的なものに過ぎず、以下の特許請求の範囲に規定されるような、本発明の範囲を制限するものではない。
【図１】
2013522923.tif 000003
【図２Ａ】
2013522923.tif 000004
【図２Ｂ】
2013522923.tif 000005
【図２Ｃ】
2013522923.tif 000006
【図３Ａ】
2013522923.tif 000007
【図３Ｂ】
2013522923.tif 000008
【図３Ｃ】
2013522923.tif 000009
【図３Ｄ】
2013522923.tif 000010
【図３Ｅ】
2013522923.tif 000011
【図３Ｆ】
2013522923.tif 000012
【図３Ｇ】
2013522923.tif 000013
【図３Ｈ】
2013522923.tif 000014
【国際調査報告】
2013522923.tif 000015
2013522923.tif 000016
2013522923.tif 000017