(57)【要約】  光電陰極１００は、ワイドバンドギャップ半導体材料から製作された本体１０１と、金属層１０３と、アルカリハライド光電陰極放出器１０２とを含むことができる。本体１０１は、１００ｎｍ未満の厚さを有することができ、アルカリハライド光電陰極１０２は、１０ｎｍ未満の厚さを有することができる。光電陰極１００は、２波長スキームによって照射することができる。
2020537289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電陰極であって、
ワイドバンドギャップ半導体材料から製作された本体であって、第１の表面と、前記第１の表面の反対の第２の表面とを有し、１００ｎｍ未満の前記第１の表面と前記第２の表面との間の厚さを有する本体と、
前記第１の表面上に配設された金属層と、
前記第２の表面上に配設されたアルカリハライド光電陰極放出器であって、前記アルカリハライド光電陰極が１０ｎｍ未満の厚さを有するアルカリハライド光電陰極放出器と
を備えることを特徴とする光電陰極。
【請求項２】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記金属層が、ルテニウム、イリジウム、白金、または金のうちの１つ以上を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項３】
請求項２に記載の光電陰極であって、
前記金属層が、ルテニウムおよび白金の合金を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項４】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記ワイドバンドギャップ半導体材料が、ＩｎＧａＮの合金を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項５】
請求項４に記載の光電陰極であって、
ＩｎＧａＮの前記合金が、ＩｎＧａＮおよびＧａＮの合金であることを特徴とする光電陰極。
【請求項６】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記ワイドバンドギャップ半導体材料が、ＡｌＧａＮの合金を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項７】
請求項６に記載の光電陰極であって、
ＡｌＧａＮの前記合金が、ＡｌＧａＮおよびＧａＮの合金であることを特徴とする光電陰極。
【請求項８】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記ワイドバンドギャップ半導体材料が、ＩｎＧａＰの合金を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項９】
請求項８に記載の光電陰極であって、
ＩｎＧａＰの前記合金が、ＩｎＧａＰおよびＧａＰの合金であることを特徴とする光電陰極。
【請求項１０】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記ワイドバンドギャップ半導体材料が、ＧａＮおよびＧａＰのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項１１】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記アルカリハライド光電陰極が、ＣｓＩ、ＣｓＢｒ、またはＣｓＴｅのうちの１つ以上を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項１２】
請求項１に記載の光電陰極であって、
前記本体の反対の前記アルカリハライド光電陰極上に配設されたキャップ層をさらに備えることを特徴とする光電陰極。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光電陰極であって、
前記キャップ層が、ルテニウム、ホウ素、または白金のうちの１つ以上を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光電陰極であって、
前記キャップ層が、ルテニウムおよび白金の合金を含むことを特徴とする光電陰極。
【請求項１５】
請求項１に記載の光電陰極を含む電子ビームツールであって、前記電子放出器によって生成され、ウェーハの表面から反射させられる電子を受け取る検出器を含むことを特徴とする電子ビームツール。
【請求項１６】
方法であって、
光電陰極を、２波長スキームを有する光子ビームによって照射するステップであって、前記光電陰極が、本体上に配設されたアルカリハライド光電陰極を含む、照射するステップと、
前記光電陰極が前記光子ビームによって照射される際に電子ビームを生成するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、
前記本体が、ワイドバンドギャップ半導体材料から製作され、前記本体が、第１の表面と、前記第１の表面の反対の第２の表面とを有し、前記本体が、１００ｎｍ未満の前記第１の表面と前記第２の表面との間の厚さを有し、前記アルカリハライド光電陰極放出器が、前記第２の表面上に配設され、前記アルカリハライド光電陰極が、１０ｎｍ未満の厚さを有し、前記光電陰極が、前記第１の表面上に配設された金属層をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、
前記２波長スキームにおける両方の波長が、ポンピングするように構成されることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の方法であって、
前記２波長スキームが、伝送および反射を有する同時モードを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載の方法であって、前記２波長スキームが、伝送モードまたは反射モードを含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は光電陰極に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、本願にその開示を引用して援用する、２０１７年１０月１０日に出願した仮特許出願および譲渡された米国特許出願第６２／５７０，４３８号の優先権を主張する。
【０００３】
半導体製造産業の発展は、歩留まり管理に、特に、計量および検査システムに対する要求をますます高めている。限界寸法は縮小し続け、しかも産業は高歩留まり、高価値生産を達成する時間を減少させることを必要としている。歩留まり問題を検出することからそれを解決することまでの全時間を最小限に抑えることにより、半導体製造業者の投資利益率が決まる。
【０００４】
論理およびメモリデバイスなどの半導体デバイスを製作することは、典型的には、半導体デバイスの様々な特徴および複数のレベルを形成する多数の製作工程を使用して半導体ウェーハを処理することを含む。例えば、リソグラフィは、パターンをレチクルから半導体ウェーハ上に配置されたフォトレジストに転写することが関与する半導体製作工程である。半導体製作工程の追加の例には、化学機械研磨（ＣＭＰ）、エッチング、堆積、およびイオン注入が含まれるが、それに限定されない。複数の半導体デバイスは、単一の半導体ウェーハ上への配置として製作し、次いで個別の半導体デバイスに分離することができる。
【０００５】
電子ビームは、半導体製造中のいくつかの異なる適用例に使用される。例えば、電子ビームは、電子パターンを加工物上に生成するために、半導体ウェーハ、マスク、または他の加工物上の電子感応レジスト上へと変調し、向けることができる。電子ビームは、例えば、ウェーハから現れる、または反射させられる電子を検出して、欠陥、異常物、または望ましくない物体を検出することによって、ウェーハを検査するのに使用することもできる。
【０００６】
これらの検査工程は、製造工程におけるより高い歩留まり、したがって、より高い利益を促進するために半導体製造工程中に様々なステップにおいて使用される。検査は、常に、集積回路（ＩＣ）などの半導体デバイス製作の重要な部分であった。しかし、より小さな欠陥によりデバイスが故障することがあるので、半導体デバイスの寸法が縮小するにつれて、検査は、許容できる半導体デバイスを首尾よく製造するのにさらに一層重要となっている。例えば、半導体デバイスの寸法が縮小するにつれて、相対的に小さな欠陥であっても、半導体デバイスに望まれていない異常が生じる場合があるので、縮小するサイズの欠陥の検出は、必要となっている。
【０００７】
光電陰極は、電子ビームを生成するのに使用されてきた。光電陰極システム上に入射する単一の光ビームは、高い電子流密度をかなえる能力がある、高輝度を有する単一の電子ビームを生成することができる。電子ビームを生成するのに使用された単一波長は、光電陰極材料のエネルギーバンドに合わせられていなかった。したがって、量子効率（ＱＥ）、エミッタンス、エネルギー拡散、および熱放散は最適化されない。
【０００８】
ＣｓＩおよびＣｓＢｒなどのアルカリハライド光電陰極は、それらのバンドギャップエネルギーよりはるかに長い波長によって照射されるとき、バンド内状態からの光電子放出をあらわにしてきた。今までのところ、これらの光電陰極をポンピングするための照射スキーム（体系）は、バンドギャップより大きなエネルギーを有する短い波長、または、価電子帯より約４．７ｅＶ上に位置する色中心を最初に活性化する、より長い波長のいずれかが関与する。これらのスキームは、伝送において、および、反射モードにおいての両方で試みられてきた。反射モードに対して、２５７ｎｍおよび２６６ｎｍビームが、首尾よく色中心を活性化し、電子を真空において光生成した。４１０ｎｍビームは、欠陥を活性化し、同時に電子を真空に移送することにおいて首尾よくなかった。
【０００９】
量子効率の増加は、アルカリハライド材料がＩｎｘＧａ（１−ｘ）Ｎ  ｐドープ層と接触しているときにあらわにされてきた。この構造の量子効率の高まりは、バンド内状態レベルがＩｎＧａＮ価電子帯（ＶＢ）とアライメントし、それが真空への光生成電子の径路をもたらすからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００５５３２１号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／０２６５８２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、以前の材料組合せは、源輝度を限定する量子効率とエミッタンスとの間の相反関係を克服するように特異的に設計されなかった。さらに、２波長励起スキームまたは２重伝送／反射励起スキームは、異なる層の輝度最適化に使用されなかった。
【００１２】
したがって、光電陰極設計および動作の方法の改善が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
光電陰極が第１の実施形態において提供される。光電陰極は、ワイドバンドギャップ半導体材料から製作された本体と、第１の表面上に配設された金属層と、第２の表面上に配設されたアルカリハライド光電陰極放出器とを含む。本体は、第１の表面と、第１の表面の反対の第２の表面とを有する。本体は、１００ｎｍ未満の第１の表面と第２の表面との間の厚さを有する。アルカリハライド光電陰極は、１０ｎｍ未満の厚さを有する。
【００１４】
金属層は、ルテニウム、イリジウム、白金、または金のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、金属層は、ルテニウムおよび白金の合金を含むことができる。
【００１５】
ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＩｎＧａＮの合金を含むことができる。例えば、ＩｎＧａＮの合金は、ＩｎＧａＮおよびＧａＮの合金でもよい。
【００１６】
ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＡｌＧａＮの合金を含むことができる。例えば、ＡｌＧａＮの合金は、ＡｌＧａＮおよびＧａＮの合金でもよい。
【００１７】
ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＩｎＧａＰの合金を含むことができる。例えば、ＩｎＧａＰの合金は、ＩｎＧａＰおよびＧａＰの合金でもよい。
【００１８】
ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＧａＮおよびＧａＰのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【００１９】
アルカリハライド光電陰極は、ＣｓＩ、ＣｓＢｒ、またはＣｓＴｅのうちの１つ以上を含むことができる。
【００２０】
光電陰極は、本体の反対のアルカリハライド光電陰極上に配設されたキャップ層を含むことができる。キャップ層は、ルテニウム、ホウ素、または白金のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、キャップ層は、ルテニウムおよび白金の合金を含むことができる。
【００２１】
電子ビームツールは、第１の実施形態の光電陰極を含むことができる。電子ビームツールは、電子放出器によって生成され、ウェーハの表面から反射させられる電子を受け取る検出器を含むことができる。
【００２２】
方法が第２の実施形態において提供される。光電陰極が、２波長スキームを有する光子ビームによって照射される。光電陰極は、本体上に配設されたアルカリハライド光電陰極を含む。電子ビームが、光電陰極が光子ビームによって照射される際に生成される。
【００２３】
本体は、ワイドバンドギャップ半導体材料から製作することができる。本体は、第１の表面と、第１の表面の反対の第２の表面とを有することができる。本体は、１００ｎｍ未満の第１の表面と第２の表面との間の厚さを有することができる。アルカリハライド光電陰極放出器は、第２の表面上に配設することができる。アルカリハライド光電陰極は、１０ｎｍ未満の厚さを有することができる。光電陰極は、第１の表面上に配設された金属層をさらに含むことができる。
【００２４】
２波長スキームにおける両方の波長は、ポンピングするように構成することができる。
【００２５】
２波長スキームは、伝送および反射を有する同時モードを含むことができる。
【００２６】
２波長スキームは、伝送モードまたは反射モードを含むことができる。
【００２７】
本開示の種類および目的をより完全に理解するために、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本開示による光電陰極の実施形態の断面図である。
【図２】図１の光電陰極の実施形態に対する光電子放出モデルの図である。
【図３】ＣｓＩ光電陰極に対するバンドギャップ構造の図である。
【図４】ポンピングスキームの表の図である。
【図５】本開示による方法実施形態の流れ図である。
【図６】本開示によるシステムの実施形態の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
特許請求される主題をある実施形態の観点から説明するが、本明細書に示す利点および特徴のすべては提供しない実施形態を含む、他の実施形態も、本開示の範囲内にある。様々な構造的、論理的、工程ステップの、および電子的変更は、本開示の範囲から逸脱することなく行うことができる。したがって、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲への参照だけによって明らかとなる。
【００３０】
金属接点（電気接点）と、ワイドバンドギャップ半導体（ＷＢＳ）と、アルカリハライド（ＡＨ）と、任意選択キャップ層とを含む光電陰極の実施形態が開示される。この多層構造の実施形態は、ワイドバンドギャップ半導体表面を保護しながら、光生成電子が真空に脱出するための径路機会を最大化するように、ワイドバンドギャップ半導体の価電子帯とのバンド内状態のアライメントに影響することがある。本明細書に開示する実施形態は、負電子親和力（ＮＥＡ）ワイドバンドギャップ光電陰極に対するエミッタンス改善をもたらす。
【００３１】
図１は光電陰極１００の実施形態の断面図である。平面であることがある光電陰極１００は、第１の表面１０５と、反対の第２の表面１０６とを有する本体１０１を含む。例において、本体は、１００ｎｍ未満の第１の表面１０５と第２の表面１０６との間の厚さ１０７を有する。１００ｎｍ以上の厚さ１０７は、劣った性能をもたらすことがある。
【００３２】
本体１０１は、ワイドバンドギャップ半導体材料から作製することができる。実施形態において、ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＩｎＧａＮおよびＧａＮの合金などの、ＩｎＧａＮの合金を含む。別の実施形態において、ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＡｌＧａＮおよびＧａＮの合金などの、ＡｌＧａＮの合金を含む。さらに別の実施形態において、ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＩｎＧａＰおよびＧａＰの合金などの、ＩｎＧａＰの合金を含む。さらに別の実施形態において、ワイドバンドギャップ半導体材料は、ＧａＮおよびＧａＰのうちの少なくとも１つを含む。ＩｎＧａＮおよびＧａＮ、ＡｌＧａＮおよびＧａＮ、ならびにＩｎＧａＰおよびＧａＰの合金は、多重量子井戸構造であることがある。そのような多重量子井戸構造は、分子ビームエピタキシまたは他の技法を使用して堆積させられる２つの材料の層を交互にすることができる。ワイドバンドギャップ半導体材料の使用は、より大である安定性をもたらすことができる。例えば、ＧａＮおよびＡｌＧａＮを用いた初期試験は、以前の設計と比較して結果の改善をもたらした。
【００３３】
本体１０１は、様々なｐドーピングまたはｎドーピングのプロファイルまたはレベルを含むことができる。ドーピングレベルは、１０１８から１０２０ｃｍ−３であることがある。
【００３４】
本体１０１の１つまたは複数の材料は、合金の価電子帯とのアルカリハライドバンド内エネルギー状態のアライメントを最適化することができる。
【００３５】
金属層１０３が、第１の表面１０５上に配設され、電気接点として働くことができる。したがって、金属層１０３により、光電陰極１００の表面に向けて電子を導くための電界の付与が可能になることができる。金属層１０３は、ルテニウム、イリジウム、白金、または金のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、金属層１０３は、ルテニウムおよび白金の合金を含むことができる。金属層１０３は、性能の改善をもたらすように構成された、均一性、連続性、および粗さを有することができる。
【００３６】
アルカリハライド光電陰極放出器１０２が、第２の表面１０６上に配設される。アルカリハライド光電陰極放出器１０２は、１０ｎｍ未満の非ゼロの厚さなどの、２０ｎｍ未満の非ゼロの厚さを有することができる。アルカリハライド光電陰極放出器１０２のこの厚さは、図１において、本体１０１の第２の表面１０６とキャップ層１０４との間である。例において、アルカリハライド光電陰極放出器１０２の厚さは、０．１ｎｍまでのすべての値、および、中間の範囲を含めて、１ｎｍから７ｎｍまでである。２０ｎｍより大である厚さは、電子脱出を抑制することがある。アルカリハライド光電陰極１０２は、ＣｓＩ、ＣｓＢｒ、またはＣｓＴｅのうちの１つ以上を含むことができる。
【００３７】
キャップ層１０４は、任意選択で、本体１０１の反対のアルカリハライド光電陰極１０２上に配設することができる。キャップ層１０４は、ルテニウム、ホウ素、または白金のうちの１つ以上を含むことができる。例えば、キャップ層１０４は、ルテニウムおよび白金の合金を含むことができる。キャップ層１０４は、性能の改善をもたらすように構成された、均一性、連続性、および粗さを有することができる。
【００３８】
キャップ層１０４は、光電陰極１００に対する保護をもたらすことができ、より高い真空条件における光電陰極１００動作を可能にすることができる。キャップ層１０４は、光電陰極１００の酸化または炭素汚染を低減することができる。キャップ層１０４は、光電陰極１００のプラズマ洗浄を可能にすることもできる。
【００３９】
ルテニウムは、その表面上に落ちる気体分子をばらばらにする、または、その表面へのそのような気体分子の付着を防止する能力を有することができる。これらの分子は、光電陰極１００の表面上の抽出場を歪めること、および、電子ビーム内の雑音と解される高められた放出を生じさせることを、表面上の分子の移動性および滞留時間のために行う能力がある。したがって、ルテニウムを有するキャップ層１０４は、自己洗浄式であることがある。
【００４０】
光電陰極１００における層の厚さは、電子放出を最適化するように、または、最大量子効率をもたらすように構成することができる。層の正確な厚さは、光電陰極１００抽出器構成、および、光電子放出に使用される波長に依存することがある。
【００４１】
図２はＧａＮおよびＣｓＢｒを使用する光電陰極１００の実施形態に対する光電子放出モデルである。同様の光電子放出モデルが、光電陰極１００に使用することができる他の材料に対して存在する。図２に見るように、多層構造は、本体１０１の表面を保護しながら、光生成電子が真空に脱出するための径路機会を最大化するように、本体１０１におけるワイドバンドギャップ半導体の価電子帯とのバンド内状態のアライメントに影響する。
【００４２】
ＧａＮなどの高い光収率を有するワイドバンドギャップ半導体は、負電子親和力条件を必要としないことがあり、より低い真空条件で動作し、より長い寿命を有することができる。
【００４３】
バンド内状態に基づくアルカリハライド光電陰極の量子効率は、バンドギャップエネルギーより長い波長によって照射されるときであっても、ワイドバンドギャップ半導体領域内の光生成電子によって改善することができる。開示する光電陰極の高い量子効率により、源のエミッタンス特性は、アルカリハライド光電陰極のエネルギー拡散および角度広がりに合い、それは、高輝度源をもたらすことができる。
【００４４】
伝送、反射、または、伝送および反射同時モードにおける単一または２波長ポンピングスキームは、輝度を最適化するのに使用することができる。伝送および反射光は、異なる波長であってもよい。動作のモード（伝送、反射、または両方）、および使用される波長は、金属層１０３、本体１０１、アルカリハライド光電陰極放出器１０２、および／またはキャップ層１０４の光学的厚さを決定するのに使用することができる。
【００４５】
例において、最適化されたワイドバンドギャップ半導体合金をアルカリハライド層と組合せて使用することが、２波長スキームによって、ならびに／または、同時的な反射および伝送ポンピングモードにおいてポンピングされる高輝度光電陰極構造をもたらすことができる。
【００４６】
光電陰極放出器の輝度は、量子効率とエミッタンスとの間の一般的な相反関係によって、光電陰極材料および励起波長に依存することがある。
【００４７】
光電陰極１００の実施形態は、レチクルおよびウェーハ検査システムにおける電子源として使用することができる。例えば、光電陰極１００の実施形態は、単一もしくは複数の電子源を使用する電子ビームウェーハもしくはレチクル検査システム、単一もしくは複数の電子源を使用する電子ビームウェーハもしくはレチクル再検討システム、または単一もしくは複数の電子源を使用する電子ビームウェーハもしくはレチクル計量システムにおける電子源として使用することができる。光電陰極１００の実施形態は、ウェーハまたはレチクルの計量、再検討、または検査の使用のために、単一または複数の電子源を使用するＸ線の生成のための電子源を必要とするシステムに使用することもできる。
【００４８】
複数の波長が、ＣｓＢｒ、ＣｓＩ、またはＣｓＴｅなどのアルカリハライドを含む光電陰極構造１０１に付与することができる。複数の波長は、アルカリハライドのバンド内状態（例えば、色中心）を活性化しポンピングするために、反射および伝送の両方のモードにおいて付与することができる。複数の波長は、中心を活性化し、電子を真空に移送し、欠陥を克服することができる。
【００４９】
複数の波長の使用は、量子効率を増加させること、および／または、より少ない熱を作り出しながら単一の波長を用いる際と同じ量子効率を達成することができる。単一の波長より複雑でないレーザシステムが、複数の波長を生成するために使用することができる。例えば、より長い波長は、より複雑でないレーザシステムまたは光学系を使用することができる。光生成電子のより少ないエネルギー拡散、およびより低いエミッタンスを達成することができる。
【００５０】
図３の波長割り当てに基づくと、提案されるポンピングスキームは、色中心をλ１によって活性化し、陰極をλ２によってポンピングする；λ１によって活性化し、λ１およびλ２によってポンピングする；ならびに／または、λ１およびλ３によってポンピングする、である。図３は、伝導帯（ＣＢ）および価電子帯（ＶＢ）を示す。
【００５１】
２つの波長を使用する第３のポンピングスキームは、電子が価電子帯から真空に直接ポンピングされることを可能にすることができるλ３を色中心が吸収することをλ１が阻止する、電磁誘導透過（ＥＩＴ：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）に対する等価物であることがある。ＣｓＩに対する波長の潜在的な組合せを、図４の表に示す。
【００５２】
２波長ポンピングスキームは、光生成電子ごとの必要とされる光学出力を最小限に抑えることができ、それは、より高い量子効率をもたらすことができる。光生成電子ごとの熱放散も、最小限に抑えることができる。２波長ポンピングスキームは、誘導される電流の局所化の改善をもたらすこともできる。
【００５３】
２波長ポンピングスキームは、伝送および反射モードにおいて同時的に実施することができ、それは、効率を最適化することができる。
【００５４】
より長い光電陰極および光学系寿命が、２波長ポンピングスキームを使用するものなどの、より長い波長の照射によって達成することができる。
【００５５】
より低いエミッタンスおよびエネルギー拡散が、２波長ポンピングスキームを用いてなど、より長い波長を使用して達成することができる。波長は、量子効率と横エネルギー拡散との間の相反関係を満足させるように、所望のエネルギー遷移をもたらすように合わせることができる。
【００５６】
図５は方法２００の流れ図である。光子ビームが、２０１において、２波長スキームによって光電陰極を照射する。光電陰極は、アルカリハライド光電陰極を含む。電子ビームが、２０２において、光電陰極が光子ビームによって照射される際に生成される。２波長スキームは、深紫外線波長を含むことができる短い波長において動作することができる。これは、低い雑音、高い安定性、および低いエネルギー拡散をもたらすことができる。光電陰極は、例えば光電陰極１００でもよい。
【００５７】
例において、光電陰極は、図１に示すものなどの、本体上に配設されたアルカリハライド層を含む。本体は、ワイドバンドギャップ半導体材料から製作することができ、第１の表面と、第１の表面の反対の第２の表面とを有することができる。本体は、１００ｎｍ未満の第１の表面と第２の表面との間の厚さを有することができる。アルカリハライド光電陰極放出器は、第２の表面上に配設することができ、１０ｎｍ未満の厚さを有することができる。光電陰極は、第１の表面上に配設された金属層を含むこともできる。アルカリハライド層を有する他の光電陰極構成が可能である。
【００５８】
２波長スキームにおける両方の波長は、ポンピングするように構成することができる。２波長スキームは、伝送および反射を有する、伝送を有する、または反射を有する同時モードを含むこともできる。
【００５９】
図６はシステム３００の実施形態の構成図である。システム３００は、ウェーハ３０４の画像を生成するように構成されたウェーハ検査ツール（それは電子柱３０１を含む）を含む。
【００６０】
ウェーハ検査ツールは、少なくともエネルギー源および検出器を含む出力取得サブシステムを含む。出力取得サブシステムは、電子ビームベースの出力取得サブシステムでもよい。例えば、一実施形態において、ウェーハ３０４に向けられたエネルギーは電子を含み、ウェーハ３０４から検出されたエネルギーは電子を含む。このようなやり方で、エネルギー源は電子ビーム源でもよい。図６に示す、そのような一実施形態において、出力取得サブシステムは、電子柱３０１を含み、電子柱３０１は、コンピュータサブシステム３０２に結合される。チャック（図示せず）がウェーハ３０４を保持することができる。
【００６１】
やはり図６に示すように、電子柱３０１は、１つ以上の素子３０５によってウェーハ３０４に集束される電子を生成するように構成された電子ビーム源３０３を含む。電子ビーム源３０３は、例えば、図１の光電陰極１００の実施形態を含むことができる。１つ以上の素子３０５は、例えば、ガンレンズと、陽極と、ビーム限定開口と、仕切弁と、ビーム電流選択開口と、対物レンズと、走査サブシステムとを含むことができ、そのすべては、当技術分野で周知のそのような任意の適切な素子を含むことができる。光電陰極１００は、方法２００、または、本明細書に開示する他の実施形態を使用して動作することができる。
【００６２】
ウェーハ３０４から返された電子（例えば、二次電子）は、１つ以上の素子３０６によって検出器３０７に集束させることができる。１つ以上の素子３０６は、例えば、走査サブシステムを含むことができ、走査サブシステムは、素子（複数可）３０５に含まれる同じ走査サブシステムでもよい。
【００６３】
電子柱は、当技術分野で周知の任意の他の適切な素子を含むこともできる。
【００６４】
電子が斜め入射角でウェーハ３０４に向けられ、別の斜角でウェーハ３０４から散乱されるように構成されるものとして電子柱３０１を図６に示すが、電子ビームは、任意の適切な角度でウェーハ３０４に向け、それから散乱させることができる。さらに、電子ビームベースの出力取得サブシステムは、複数のモードを使用して、ウェーハ３０４の画像を生成するように構成することができる（例えば、異なる照射角、集光角などを用いて）。電子ビームベースの出力取得サブシステムの複数のモードは、出力取得サブシステムの任意の画像生成パラメータが異なっていてもよい。
【００６５】
コンピュータサブシステム３０２は、コンピュータサブシステム３０２がウェーハ検査ツールの検出器３０７または他の構成部品と電子通信するように、検出器３０７に結合することができる。検出器３０７は、ウェーハ３０４の表面から返された電子を検出し、それによって、コンピュータサブシステム３０２を用いてウェーハ３０４の電子ビーム画像を形成することができる。電子ビーム画像は、任意の適切な電子ビーム画像を含むことができる。コンピュータサブシステム３０２は、プロセッサ３０８および電子データ記憶装置３０９を含む。プロセッサ３０８は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他のデバイスを含むことができる。
【００６６】
本明細書に説明する実施形態に使用することができる電子ビームベースの出力取得サブシステムの構成を全体的に示すために図６を本明細書に提供することに留意されたい。本明細書に説明する電子ビームベースの出力取得サブシステム構成は、商用出力取得システムを設計するときに通常実施されるように、出力取得サブシステムの性能を最適化するように改変することができる。さらに、本明細書に説明するシステムは、既存のシステムを使用して実装することができる（例えば、本明細書に説明する機能を既存のシステムに追加することによって）。いくつかのそのようなシステムでは、本明細書に説明する方法は、システムの任意選択機能として提供することができる（例えば、システムの他の機能に加えて）。代替案として、本明細書に説明するシステムは、まったく新たなシステムとして設計することができる。
【００６７】
コンピュータサブシステム３０２は、プロセッサ３０８が出力を受け取ることができるように、任意の適切なやり方でシステム３００の構成部品に結合することができる（例えば、有線および／または無線伝送媒体を含むことができる１つ以上の伝送媒体を介して）。プロセッサ３０８は、出力を使用していくつかの機能を実施するように構成することができる。ウェーハ検査ツールは、プロセッサ３０８から命令または他の情報を受け取ることができる。プロセッサ３０８および／または電子データ記憶装置３０９は、任意選択で、追加の情報を受け取り、または命令を送るために別のウェーハ検査ツール、ウェーハ計量ツール、またはウェーハ再検討ツール（図示せず）と電子通信してもよい。
【００６８】
本明細書に説明するコンピュータサブシステム３０２、他のシステム（複数可）、または他のサブシステム（複数可）は、個人用コンピュータシステム、画像コンピュータ、大型汎用コンピュータシステム、ワークステーション、ネットワークアプライアンス、インターネット家電、または他のデバイスを含む、様々なシステムの一部でもよい。サブシステム（複数可）またはシステム（複数可）は、並列プロセッサなどの、当技術分野で周知の任意の適切なプロセッサを含むこともできる。さらに、サブシステム（複数可）またはシステム（複数可）は、独立型またはネットワーク型ツールのいずれかとして高速処理およびソフトウェアを有するプラットフォームを含むことができる。
【００６９】
プロセッサ３０８および電子データ記憶装置３０９は、システム３００または別のデバイスに配設することができ、またはそうでない場合はその一部であることができる。例において、プロセッサ３０８および電子データ記憶装置３０９は、独立型制御装置の一部でもよく、または集中型品質管理装置内にあってもよい。複数のプロセッサ３０８または電子データ記憶装置３０９を使用することができる。
【００７０】
プロセッサ３０８は、実際にはハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアの任意の組合せによって実装することができる。また、本明細書に説明するその機能は、１つの装置によって実施し、または異なる構成部品の間で分配することができ、そのそれぞれは、ハードウェア、ソフトウェアおよびファームウェアの任意の組合せによって順番に実装することができる。様々な方法および機能を実装する、プロセッサ３０８のプログラムコードまたは命令は、電子データ記憶装置３０９または他のメモリにおけるメモリなどの可読記憶媒体に記憶することができる。
【００７１】
図６のシステム３００は、単に、電子源１００を使用することができるシステムの一例にすぎない。電子源１００の実施形態は、欠陥再検討システム、検査システム、計量システム、またはシステムのいくつかの他の種類の一部であってもよい。したがって、本明細書に開示する実施形態では、多かれ少なかれ異なる適用例に適切である異なる機能を有するシステムに対していくつかのやり方で合わせることができるいくつかの構成を説明する。
【００７２】
方法のステップのそれぞれは、本明細書に説明するように実施することができる。方法は、本明細書に説明するプロセッサおよび／またはコンピュータサブシステム（複数可）またはシステム（複数可）によって実施することができる任意の他のステップ（複数可）を含むこともできる。ステップは、１つ以上のコンピュータシステムによって実施することができ、コンピュータシステムは、本明細書に説明する実施形態のいずれかに従って構成することができる。さらに、上記に説明した方法は、本明細書に説明するシステム実施形態のいずれかによって実施することができる。
【００７３】
本開示を１つ以上の特定の実施形態に関して説明してきたが、本開示の他の実施形態を本開示の範囲から逸脱することなく製作できることが理解されよう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびその合理的な解釈だけによって限定されるとみなされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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