KR20210033342A - 초 해상도 홀로그래픽 현미경 - Google Patents

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Abstract

일부 실시예들에 따르면 초 해상도 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로 그래픽 현미경은, 입력 광을 방출하도록 구성된 광원; 상기 입력 광을 제1 광 및 제2 광으로 분할하도록 구성된 회절 그레이팅; 상기 제1 광을 반사시키도록 구성된 거울; 상기 제2 광의 경로상에 배치되고, 웨이퍼가 배치될 수 있도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 및 상기 거울에 의해 반사된 상기 제1 광 및 상기 웨이퍼에 반사된 상기 제2 광을 수신하여 상기 웨이퍼의 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라를 포함한다.

Description

초 해상도 홀로그래픽 현미경{SUPER RESOLUTION HOLOGRAPHIC MICROSCOPE}
본 발명의 기술적 사상은 초 해상도 홀로그래픽 현미경에 관한 것이다. 보다 구체적으로 반도체 소자 및 웨이퍼의 검사에 이용될 수 있는 초 해상도 홀로그래픽 현미경에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정은 파괴 검사와 비파괴 검사를 포함한다. 비파괴검사는 반도체 소자에 손상을 주지 않으므로, 검사 속도가 빠르고 및 전수 검사가 가능하다는 장점이 있다. 대표적인 비파괴 검사는 웨이퍼를 검사하기 위해 전자현미경(electron microscope) 관측, 타원편광법(Ellipsometry) 등을 포함하는 광학 검사이다. 전자현미경은 전자선(Electron beam)과 전자렌즈(Electron lens)를 사용하여 물체의 확대상을 만드는 장치로, 광학 현미경의 분해능 한계를 극복할 수 있고, 미세 관찰이 가능한 장점이 있다.
타원편광법은 시료(예컨대, 웨이퍼 표면)에서 반사된 반사광의 편광 변화를 분석하여 시료에 관한 정보를 얻는 기술이다. 타원편광법에서, 웨이퍼 상에 형성된 층들의 광학적 성질(예컨대, 굴절률) 및 각각의 두께에 따라 반사광의 편광 상태가 달라질 수 있다. 타원편광법은 반사광의 편광 변화에 기초하여, 웨이퍼 상에 형성된 층들에 관한 물리적 정보를 얻는 기술이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 신뢰성이 제고된 초 해상도 홀로그래픽 현미경을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 초 해상도 홀로그래픽 현미경은, 입력 광을 방출하도록 구성된 광원; 상기 입력 광을 제1 광 및 제2 광으로 분할하도록 구성된 회절 그레이팅; 상기 제1 광을 반사시키도록 구성된 거울; 상기 제2 광의 경로상에 배치되고, 웨이퍼가 배치될 수 있도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 및 상기 거울에 의해 반사된 상기 제1 광 및 상기 웨이퍼에 반사된 상기 제2 광을 수신하여 상기 웨이퍼의 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 초 해상도 홀로그래픽 현미경은, 입력 광을 생성하여 출력하도록 구성된 광원; 상기 입력 광을 수신하고 제1 회절 광 및 제2 회절 광을 출력하도록 구성된 회절 그레이팅; 상기 제1 회절 광을 반사시키도록 구성된 거울; 상기 제2 회절 광의 경로상에 배치되고, 웨이퍼가 배치될 수 있도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 상기 거울에 의해 반사된 상기 제1 회절 광 및 상기 웨이퍼에 반사된 상기 제2 회절 광을 수신하여 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라; 및 상기 복수의 홀로그램 이미지들에 기초하여 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 입력 광, 상기 제1 회절 광 및 제2 회절 광 각각의 광 경로 상에 렌즈가 배치되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 초해상도 홀로그래픽 현미경은, 입력 광을 생성하여 출력하도록 구성된 광원; 상기 입력 광을 수신하고 제1 회절 광 및 제2 회절 광을 출력하도록 구성된 회절 그레이팅; 상기 제1 회절 광을 반사시키도록 구성된 전반사 거울; 상기 제2 회절 광의 경로상에 배치되고, 웨이퍼가 배치될 수 있도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 상기 거울에 의해 반사된 상기 제1 회절 광 및 상기 웨이퍼에 반사된 상기 제2 회절 광을 수신하여 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라; 및 상기 홀로그램 이미지들에 기초하여 초 해상 홀로그램 이미지를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 입력 광, 상기 제1 및 제2 회절 광의 광 경로 상에 렌즈 및 빔 스플리터가 배치되지 않을 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 렌즈에 의한 포커싱이 없는바, 넓은 시야(Field of View)를 갖는 초 해상도 홀로그래픽 현미경을 제공할 수 있다. 이에 따라 검사 속도가 제고되어 TAT(Turn Around Time)을 단축시킬 수 있다.
나아가, 렌즈에 의한 포커싱 없이 카메라의 픽셀에 의한 해상도 제한을 초과하는 초 해상도의 이미지를 생성할 수 있다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1b는 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2a 내지 도 6은 다른 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8a 내지 도 10b는 앨리어스 추출을 이용한 대역폭 확장에 대해 보다 자세히 설명하기 위한 그래프들이다.
도 11은 앨리어스 추출을 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1a는 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다. 도 1b는 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 미크론(micron) 이하의 해상도와 매우 큰 시야(Field Of View)를 동시에 제공할 수 있다. 이에 따라, 패턴의 미세화로 인해 웨이퍼(W)의 검사에 오랜 시간이 소요되어 TAT(Turn Around Time)가 증가되는 문제점이 해소될 수 있다. 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 일종의 전산 회절 현미경(computational diffraction microscopy, CDM) 시스템일 수 있다. 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 CDM 기술을 사용하여 복수의 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 복수의 홀로그램 이미지들에 기반하여 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성할 수 있다. 초 해상도 홀로그램 이미지는 복수의 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하고, 이들을 기반으로 파수 영역의 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성한 이후, 이를 다시 퓨리에 역변환하여 리얼 영역 상의 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성할 수 있다. 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 상기 리얼 영역 상의 초 해상도 홀로그램 이미지를 물체의 이미징 평면으로 역 전파하여 고해상도 이미지를 재구성할 수 있다.
여기서, 홀로그램은 3차원 대상을 실체와 유사하게 나타내는 이미지일 수 있다. 홀로그램을 생성하기 위해, 결맞은(coherent) 광원에서 나온 광을 2개로 분할할 수 있다. 여기서, 결맞음성(coherency)은 입력 광(IL)을 구성하는 파동들 사이의 위상이 실질적으로 일정하게 유지되는 것을 말한다. 분할된 광 중 하나의 광은 직접 수광 소자에 도달하고, 다른 하나의 광은 이미지를 얻고자 하는 대상체에 반사시켜 수광 소자로 도달한다. 이때 직접 수광 소자에 도달한 광을 기준 광(reference beam)이라고 하고, 물체에서 반사된 후 수광 소자에 도달한 광을 물체 광(object beam)이라고 한다. 물체 광은 물체의 표면에서 반사된 광이므로 물체의 표면 각 위치에 따라 위상이 달라진다. 기준 광과 물체 광이 간섭을 일으켜 간섭무늬가 형성될 수 있고, 이러한 간섭 무늬로 구성된 영상을 홀로그램이라고 한다. 일반적인 이미지는 광의 세기만을 저장하나, 홀로그램 이미지는 광의 세기와 위상 정보를 저장할 수 있다.
초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 광원(110), 회절 그레이팅(120), 거울(130), 웨이퍼 스테이지(140), 카메라(150) 및 프로세서(160)를 포함할 수 있다.
광원(110)은 웨이퍼(W)를 광학적, 비파괴적으로 검사하기 위한 입력 광(IL)을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광원(110)은 단색(mono-chromatic)의 점 광원(point source)일 수 있다. 광원(110)은 나트륨 램프, 수은 램프 등과 같은 비연속 스펙트럼 광원일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광원(110)은, 레이저 광을 생성하여 출력하는 레이저일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광원(110)은 He-Ne 레이저 및 CO2 레이저 등과 같은 가스 레이저, 루비 결정 레이저 및 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저 등과 같은 고체 레이저(Solid-state　Laser) 및 GaAs 레이저 및 InP 레이저 등과 같은 반도체 레이저 중 어느 하나일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 입력 광(IL)은 결맞은 광일 수 있다. 입력 광(IL)은 시준된(Collimated) 광일 수 있다. 입력 광(IL)이 시준되었음은, 입력 광의 진행에 따라 입력 광의 빔 폭이 실질적으로 변화하지 않음을 의미한다.
하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 광원(110)은 설정된 파장 대역의 광을 방출할 수도 있다. 이 경우 광원(110)과 회절 그레이팅(120) 사이에 주파수 선택 요소, 예컨대 필터 또는 추가적인 회절 그레이팅이 더 배치될 수도 있다.
도 1a의 실시예에서 회절 그레이팅(120)은 투과형일 수 있다. 회절 그레이팅(120)은 입력 광(IL)을 서로 다른 방향들로 진행하는 복수의 회절 광들(DL1, DL2)로 분할시키는 광학 요소이다. 회절 그레이팅(120)은, 예컨대 서로 다른 굴절률을 갖고, 일방향으로 연장되는 요소들이 교대로, 그리고 주기적으로 배치된 격자구조를 가질 수 있다. 회절 그레이팅(120)의 서로 다른 지점에 입사한 광은 각각 새로운 점 파원이 되고, 각 점파원으로부터 전달된 파장의 보강간섭으로 인한 국소 최대 점 및 상쇄 간섭으로 인한 국소 최소점의 형성될 수 있다. 이에 따라 하나의 입력 광(IL)이 복수의 회절 광들(DL1, DL2)로 분할될 수 있다. 회절 그레이팅(120)에 의한 회절 특성(예컨대, 회절된 광들 각각의 세기 및 지향 방향)은 회절 그레이팅에 포함된 격자들 사이의 간격 및 광의 파장에 의존할 수 있다.
제1 회절 광(DL1)은 0차(zeroth order) 회절 광일 수 있다. 제2 회절 광(DL2)은 1차(first order) 회절 광일 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1 회절 광(DL1)을 사이에 두고 제2 회절 광(D2)의 반대편에, -1차 회절 광이 더 형성될 수 있다. 도 1b에서는, 제1 및 제2 회절 광들(DL1, DL2)만이 도시되었으나, 회절 그레이팅(120)의 구조 및 입력 광(IL)의 파장에 따라 더 높은 차수(예컨대 3차 이상)의 회절 광들이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 회절 광들(DL1, DL2) 및 후술하는 제3 회절 광(DL3, 도 2a 참조) 및 제4 회절 광(DL4, 도 2b 참조)의 광선 폭들은 진행에 따라 실질적으로 일정할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 회절 광들(DL1, DL2), 제3 회절 광(DL3, 도 2a 참조) 및 제4 회절 광(DL4, 도 2b 참조)은 포커싱 되지 않는 광일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 회절 그레이팅(120)의 주기 구조의 단위 셀의 표면 프로파일에 따라, 제1 회절 광(DL1)은 제2 회절 광(DL2)과 세기가 조절될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 회절 광(DL1) 및 제2 회절 광(DL2)의 세기는 서로 실질적으로 동일할 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 회절 그레이팅(120)의 단위 셀의 표면 프로파일에 따라, 제1 회절 광(DL1)의 세기가 제2 회절 광(DL2)의 세기보다 더 크거나, 더 작을 수도 있다.
제1 회절 광(DL1)은 홀로그램 이미지의 생성을 위한 기준 광일 수 있다. 제1 회절 광(DL1)은 거울(130)에 반사되어 카메라(150)에 입사할 수 있다. 거울(130)은 광을 반사시키기 위한 소자로서, 전반사 거울일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
제2 회절 광(DL2)은 웨이퍼 스테이지(140) 상에 배치된 웨이퍼(W)에 의해 반사되거나 회절될 수 있다. 반사되거나 회절된 제2 회절 광(DL2)은 카메라(150)에 입사할 수 있다. 제2 회절 광(DL2)은 홀로그램 이미지의 생성을 위한 물체 광일 수 있다.
웨이퍼 스테이지(140)는 웨이퍼(W)를 고정하고 지지하기 위한 장치일 수 있다. 웨이퍼 스테이지(140)는 예컨대, 진공 척 및 정전 척 등과 같은 척을 포함할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(140)는 웨이퍼(W)를 수평적으로 이동시킬 수 있다. 웨이퍼를 수평적으로 이동시킨다 함은, 웨이퍼(W) 상면의 법선에 대해 수직한 방향으로 웨이퍼를 이동시키는 것을 의미한다. 웨이퍼 스테이지(140)는 서브 픽셀 레벨에서 웨이퍼(W)를 수평적으로 이동시킬 수 있다. 서브 픽셀 레벨에서 이동은 웨이퍼(W)의 이동 전 카메라(150)에 의해 촬영된 이미지 중 제1 픽셀에 의해 촬영되는 부분중 일부가 웨이퍼(W)의 이동 후에도 상기 제1 픽셀에 의해 촬영되도록 상기 웨이퍼(W)가 이동하는 것을 의미한다.
카메라(150)에 입사한 제1 및 제2 회절 광들(DL1, DL2)은 간섭하여 홀로그램이미지를 생성할 수 있다. 카메라(150)는 예컨대, CCD(Charge Coupled Device) 카메라, 또는 CIS(CMOS Image Sensor) 카메라일 수 있다. 카메라(150)는 제1 및 제2 회절 광들(DL1, LD2)에 의해 생성된 홀로그램 이미지에 대응하는 전기적 신호를 생성할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 광원(110)과 카메라(150) 사이의 광의 경로 상에 렌즈(lens)가 배치되지 않을 수 있다. 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 렌즈가 없는(lens-free) 광학계로 구성될 수 있다. 이에 따라, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 넓은 시야(Field of View)를 가질 수 있다. 또한, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 디지털 결상 광학계를 포함하는바, 카메라(150)의 픽셀에 의해 결정되는 해상도의 한계를 초과하는 초 해상도의 이미지를 제공할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 광원(110)과 회절 그레이팅(120) 사이에 렌즈가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라 광원(110)에서 방출된 입력 광(IL)은 가장 먼저 회절 그레이팅(120)에 입사할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 회절 그레이팅(120)과 거울(130) 사이에 렌즈가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라 회절 그레이팅(120)에 의해 생성된 제1 회절 광(DL1)은 가장 먼저 거울(130)에 도달할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 거울(130)과 카메라(150) 사이에 렌즈가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라 거울(130)에서 반사된 제1 회절 광(DL1)은 가장 먼저 카메라(150)에 도달할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 회절 그레이팅(120)과 웨이퍼(W)(또는, 웨이퍼 스테이지(140)) 사이에 렌즈가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라, 회절 그레이팅(120)에 의해 생성된 제2 회절 광(DL2)은 가장 먼저 웨이퍼(W)에 도달할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)(또는, 웨이퍼 스테이지(140))와 카메라(150)사이에 사이에 렌즈가 배치되지 않을 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W)에 의해 반사되거나 웨이퍼(W)에서 회절된 제2 회절 광(DL2)은 가장 먼저 카메라(150)에 도달할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 홀로그램 이미지를 구현하기 위해 광을 분할하는 빔 스플리터를 포함하지 않을 수 있다. 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)이 빔 스플리터를 포함하지 않으므로, 빔 스플리터 내부에서 다중 반사되어 발생하는 노이즈를 방지할 수 있다.
프로세서(160)는 카메라에 의해 생성된 홀로그램 이미지에 소정의 연산을 수행하여 초 해상도 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서(160)에 의해 수행될 수 있는 연산은 예컨대, 복수의 홀로그램 이미지들을 기반한 초 해상도 홀로그램 이미지의 생성 및 역 전파 재구성(back-propagation reconstruction)을 통한 초 해상도 이미지의 생성을 포함할 수 있다.
복수의 홀로그램 이미지들을 기반한 초 해상도 홀로그램 이미지의 생성은, i) 서브 픽셀만큼 쉬프트하여 얻어진 복수의 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하는 공정 ii) 상기 퓨리에 변환된 상기 복수의 파수 영역 홀로그램 이미지들 각각에 대해, 저주파 이미지 내로 앨리어싱된(aliased) 샘플링 파수 이상의 고 파수 대역 내 신호들의 스펙트럼의 계수를 추출하는 것, 및 iii) 상기 고 파수 신호의 스펙트럼 계수에 기초하여 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 여기서 후술하듯, 파수 영역 스펙트럼의 계수는 서브-픽셀 쉬프트의 정도 및 방향에 따라 변할 수 있다.
이때 복수의 홀로그램 이미지들 각각을 생성하기 위한 서브 픽셀 쉬프트의 방향 및 정도를 정확히 알면 최소자승법을 이용하여 앨리어싱된 고 파수 대역 내 신호들의 스펙트럼 계수를 얻을 수 있고 이를 기반으로 초 해상도 이미지를 생성할 수 있다. 이러한 일련의 연산을 앨리어싱 기반 대역폭 확장이라 지칭한다. 앨리어싱 기반 대역폭 확장을 포함하는 일련의 연산들은 도 7 내지 도 12를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.
일부 실시예들에 따르면, 프로세서(160)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 프로세서(160)는 단순 제어기, 마이크로 프로세서, CPU, GPU 등과 같은 복잡한 프로세서, 소프트웨어에 의해 구성된 프로세서, 전용 하드웨어 또는 펌웨어일 수도 있다. 프로세서(160)는, 예를 들어, 범용 컴퓨터 또는 DSP(Digital Signal Process), FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 애플리케이션 특정 하드웨어에 의해 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면 프로세서(160)의 동작은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 기계 판독 가능 매체 상에 저장된 명령들로서 구현될 수 있다. 여기서, 기계 판독 가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 장치)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 및/또는 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독 가능 매체는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 장치들, 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호(예컨대, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 기타 임의의 신호를 포함할 수 있다.
프로세서(160)는 상술한 연산을 수행하기 위한 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들이 구성될 수 있다. 예컨대, 프로세서(160)는 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성하고, 역 전파 재구성 이미지를 생성하며, 위상 인출을 통해 이미지를 생성하는 연산을 수행하도록 구성된 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.
하지만 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 상술된 프로세서(160)의 동작은 컴퓨팅 장치, 프로세서, 제어기 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 장치로부터 야기될 수도 있음을 이해해야 한다.
일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 웨이퍼 상에 형성된 구조 및 결함 등을 검사할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 파티클, 스크래치 등의 결함, 형성된 패턴들의 선폭 및 피치, LER(Line End Roughness) 등을 검사할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 모델 함수 및 오버레이 함수를 생성하기 위한 이미지를 생성할 수 있다.
일 예에서, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 현상 후 검사(After Development Inspect, ADI)를 수행할 수 있다. 다른 예에서, 일 예에서, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 식각 후 검사를 수행할 수 있다. 다른 예에서, 일 예에서, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 식각 공정에 따른 웨이퍼(W) 세정 후 검사를 수행할 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 다른 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)을 설명하기 위한 도면들이다.
설명의 편의상 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 2a를 참조하면, 0차 회절 광인 제1 회절 광(DL1, 도 1b 참조)은 도시생략되고, 1차 회절 광인 제2 회절 광(DL2) 및 2차 회절 광인 제3 회절 광(DL3)이 도시되었다.
일부 실시예들에 따르면, 제2 회절 광(DL2)은 거울(130)에 반사되어 카메라(150)에 입사할 수 있다. 본 실시예에서 제2 회절 광(DL2)은 홀로그램 이미지를 형성을 위한 기준 광일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제3 회절 광(DL3) 웨이퍼(W)에 반사되거나 회절되어 카메라(150)에 입사할 수 있다. 본 실시예에서 제3 회절 광(DL3)은 홀로그램 이미지의 형성을 위한 물체 광일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제2 및 제3 회절 광들(DL2, DL3)은 서로 실질적으로 동일한 세기를 가질 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고 제2 회절 광(DL2)이 제3 회절 광보다 더 큰 세기를 갖거나, 더 작은 세기를 가질 수도 있다. 또한, 각각 순서대로 1차 회절 광 및 2차 회절 광인 제2 및 제3 회절 광들(DL2, DL3)이 0차 회절 광보다 더 큰 세기를 가질 수도 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 2b를 참조하면, 1차 회절 광인 제2 회절 광(DL2) 및 -1차 회절 광인 제4 회절 광(DL4)이 도시되어 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제4 회절 광(DL4)은 거울(130)에 반사되어 카메라(150)에 입사할 수 있다. 본 실시예에서 제4 회절 광(DL4)은 홀로그램 이미지의 형성을 위한 기준 광일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제2 회절 광(DL2) 웨이퍼(W)에 반사되거나 회절되어 카메라(150)에 입사할 수 있다. 본 실시예에서 제2 회절 광(DL2)은 홀로그램 이미지의 형성을 위한 물체 광일 수 있다.
도 2c를 참조하면, 0차 회절 광인 제1 회절 광(DL1)이 기준 광이고 및 2차 회절 광인 제3 회절 광(DL3)이 물체 광일 수 있다.
도 1b 내지 도 2c를 참조하여 설명한 회절 광들의 이용은 설명을 위한 예시로서 어떠한 의미에서도 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다. 일부 실시예들에 따르면, 회절 그레이팅(120)에 의해 분리된 복수의 회절 광들 중 어느 하나를 기준 광으로 하고, 다른 하나를 물체 광으로 할 수 있다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의상 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 웨이퍼 스테이지(140)는 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 중심을 지나고, 웨이퍼(W)에 상면에 수직한 중심축을 기준으로 다양한 편각을 갖도록 회전될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)의 회전에 따라 복수의 홀로그램 이미지들이 생성될 수 있다.
도 4는 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의상 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 거울(130)은 회전할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 거울(130)은, 소정의 회전 구동 장치에 연결되어 다양한 각도로 회절될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 거울(130)의 회전에 따라 복수의 홀로그램 이미지들이 생성될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)을 설명하기 위한 도면들이다.
설명의 편의상 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 각각의 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100)은 경사 광학계를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 광원(110)은 회절 그레이팅(120)의 법선에 대해 비스듬한 방향으로 입력 광(IL)을 방출할 수 있다.
즉, 도 1b 내지 도 4를 참조하여 설명된 수직 광학계를 포함하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경들(100)과 달리, 도 5a 및 도 5b의 초 해상도 홀로그래픽 현미경들(100) 각각은 경사 광학계를 포함할 수 있다.
도 5a의 실시예에서는, 0차 회절 광인 제1 회절 광(DL1)이 기준 광이고, 1차 회절 광인 제2 회절 광(DL2)이 물체 광일 수 있다.
도 5b의 실시예에서는, 0차 회절 광인 제1 회절 광(DL1)이 물체 광이고, 1차 회절 광인 제2 회절 광(DL2)이 기준 광일 수 있다.
도 6은 일부 실시예들에 따른 초 해상도 홀로그래픽 현미경(200)을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(200)은 광원(210), 회절 그레이팅(220), 거울(230), 웨이퍼 스테이지(240), 카메라(250) 및 프로세서(260)를 포함할 수 있다.
광원(210), 거울(230), 웨이퍼 스테이지(240), 카메라(250) 및 프로세서(260)는 각각 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 광원(110), 회절 그레이팅(120), 거울(130), 웨이퍼 스테이지(140), 카메라(150) 및 프로세서(160)와 유사하므로 이에 관한 자세한 설명은 생략한다.
도 6의 회절 그레이팅(220)은 도 1b에서와 달리 반사타입일 수 있다. 광원(110)에 의해 방출된 입력 광(IL)은 회절 그레이팅(220)에 의해 반사 회절되어 적어도 제1 및 제2 회절 광들(DL1, DL2)을 생성할 수 있다.
제1 회절 광(DL1)은 0차 회절 광이고, 기준 광일 수 있다. 제1 회절 광(DL1)은 거울(230)에 의해 반사되어 카메라에 입사할 수 있다.
제2 회절 광(DL2)은 1차 회절 광이고, 물체 광일 수 있다. 제2 회절 광(DL2)은 웨이퍼(W)에 의해 반사되거나 회절되어 카메라에 입사할 수 있다.
도 7은 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, P110에서 복수의 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 도 1b에서 도시된 것과 같이 웨이퍼(W) 수평으로 서브 픽셀만큼 이동시키면서 각 위치들에 대응되는 복수의 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 도 3에서처럼 웨이퍼(W)를 회전시키면서 웨이퍼(W)의 편각들 각각에 대응되는 복수의 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 도 4에서처럼 거울(130)을 회전시키면서 거울(130)의 각도들 각각에 대응되는 복수의 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다.
P120에서 콘볼루션에 기반하여 서브 픽셀 쉬프트를 결정할 수 있다.
콘볼루션 연산은 두 물리량의 가중 합을 통해 두 물리량의 이미지 사이의 연관성(correlation)을 계산하기 위한 연산이다. 서브 픽셀 쉬프트에 의해 생성된 서로 다른 홀로그램 이미지들의 연관성을 계산하는 경우, 서브 픽셀 쉬프트에 대응하는 좌표에서 피크(peak)가 산출되며, 이를 통해 서브 픽셀 쉬프트를 결정할 수 있다. 콘볼루션 연산에 기반한 서브 픽셀 쉬프트의 산출의 일 예는, Manuel Guizar-Sicairos, Samuel T. Thurman, and James R. Fienup의 논문 『Efficient subpixel image registration algorithms』,Optics Letters 33, 156-158 (2008), DOI:10.1364/OL.33.000156 에 개시되어 있다.
이어서, P130에서 앨리어스 추출(Alias Extraction)을 이용하여 대역폭을 확장할 수 있다.
여기서 앨리어싱은, 샘플링에서 샘플링 주파수가 신호의 최대 주파수의 2배보다 낮은 경우, 인접한 스팩트럼이 겹쳐서 출력이 왜곡되는 현상이다.
P110에서 얻어진 복수의 홀로그램 이미지들의 해상도는 카메라(150)의 해상도에 의해 제한된다. 예를 들어, 구현 가능한 픽셀의 가로, 세로 길이가 각각 약 1㎛ 정도이면, 렌즈에 의한 축소 및 확대가 없는 광학계에서 해상도의 한계는 약 1㎛ 정도일 수 있다. 이 경우, 상기 렌즈 프리 광학계에 의해 생성된 이미지들을 퓨리에 변환할 경우 퓨리에 변환된 신호들의 파수의 범위는 약 -106m-1 내지 약 106m-1의 범위로 제한될 수 있다. 여기서 퓨리에 변환은, FFT(Fast Fourier Transform), DFT(Discrete FT), SFT(Short-time FT) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
도 8a 내지 도 10b는 이러한 앨리어스 추출을 이용한 대역폭 확장에 대해 보다 자세히 설명하기 위한 그래프들이다.
도 8a를 참조하면 제1 파수를 갖는 제1 신호(S1(x)) 및 제2 파수를 갖는 제2 신호(S2(x))가 도시되어 있다. 제1 및 제2 신호들(S1(x), S2(x))은 위치 좌표 x의 함수일 수 있다. 픽셀들(px1~px16) 마다 각각 이미지의 세기에 대한 정보를 갖게 되므로, 픽셀들 사이의 거리의 역수가 샘플링 파수일 수 있다. 샘플링 파수에 의해 복수의 홀로그램 이미지들을 파수 영역으로 퓨리에 변환할 때 신호 스펙트럼이 존재하는 구간인 샘플링 대역폭이 결정될 수 있다.
도 8a의 그래프에서, 제1 파수는 샘플링 파수의 절반 이하일 수 있고, 제2 파수는 샘플링 파수의 절반 이상일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 파수와 제2 파수의 차이는 샘플링 대역폭의 정수 배(예컨대 1배)일 수 있다. 이에 따라, 각각의 홀로그램 이미지들 상에서의 제2 신호(S2(x))는 제1 파수의 신호인 것으로 샘플링될 수 있고, 제1 및 제2 신호들(S1(x), S2(x))이 합산된 신호인 위신호(SA(x))가 검출될 수 있다.
도 8b는 파수 영역에서의 샘플링 파수 대역 내에 있는 제1 신호(S1(k))와 샘플링 파수 대역 바깥의 제2 신호(S2(k))가 앨리어싱에 의해 가산되는 것을 개념적으로 도시한다.
도 9를 참조하면, 도 8a와 비교하여 검사 대상이 서브 픽셀 평행 이동된 이후 제1 신호(S1'(x)) 및 제2 신호(S2'(x))가 도시되어 있다. 제1 및 제2 신호들(S1'(x), S2'(x))은 파수의 차이로 인해, 서브 픽셀 평행이동에 대해 서로 다른 방식으로 변화할 수 있다. 이에 따라, 서브 픽셀 평행 이동 이후 위신호(SA'(x))의 진폭은 서브 픽셀 평행 이동 전 위 신호(SA(x), 도 8a 참조)의 진폭과 다를 수 있다.
도 10a를 참조하면, 서브 픽셀 이동 전의 제1 신호(S1(x)), 제2 신호(S1(x)) 및 위신호(SA(x)) 및 서브 픽셀 이동 후의 제1 신호(S1'(x)), 제2 신호(S2'(x)) 및 위신호(SA'(x))를 도시한다.
서브 픽셀 이동 전의 제1 신호(S1(x)), 제2 신호(S1(x)) 및 위신호(SA(x))를 퓨리에 변환한 파수 영역 계수를 각각 순서대로 a, b 및 s0이라고 하면 a, b 및 s0은 하기의 수학식 1을 만족한다. 여기서 a, b 및 s0는 복소 계수이다.
[수학식 1]
Figure pat00001
마찬가지로, Δx 만큼 서브 픽셀 이동 후의 제1 신호(S1'(x)), 제2 신호(S1'(x)) 및 위신호(SA' (x))를 퓨리에 변환한 파수 영역 신호를 각각 순서대로 a', b' 및 s0'이라고 하면 a', b' 및 s0'은 하기의 수학식 2을 만족한다. 여기서 a', b' 및 s0'는 복소 계수이다.
[수학식 2]
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
수학식 1과 수학식 2를 연립하여, a, b를 산출할 수 있다.
도 10b는 앨리어스 추출에 따라서 샘플링 파수 k보다 대역폭 kBW만큼 높은 파수 성분의 신호를 추출하는 것을 개념적으로 도시한다.
도 8a 내지 도 10b에서 설명된 것과 유사한 방식의 연산을 통해, 파수의 대역폭만큼 파수의 범위를 넓히는 것을 대역폭 확장이라고 한다.
도 11은 앨리어스 추출을 설명하기 위한 개념도이다. 보다 구체적으로, 도 11은 2차원 파수 영역(Wave number domain)의 신호 분포를 도시한다.
도 11의 예에서, 측정 대역은 제1 및 제2 방향(kx 방향 및 ky 방향)으로 제1 대역폭 BWx 및 제2 대역폭 BWy를 가질 수 있다.
앨리어스 추출에 따른 초 해상도 스펙트럼(Super Resolution Spectrum)은 제1 및 제2 방향(kx 방향 및 ky 방향)으로 각각 제1 대역폭 BWx의 두 배 및 제2 대역폭 BWy 두 배씩 확장되어, 세배의 제1 대역폭 3BWx 및 세배의 제2 대역폭 3BWy을 가질 수 있다. 이러한 대역폭의 확장에 의해 생성된 초 해상도 홀로그램 이미지는 최초의 복수의 홀로그램 이미지들의 해상도 제한 조건인 카메라(150)의 픽셀 수에 따른 해상도보다 높은 해상도를 가질 수 있다.
도 8a 내지 도 11에서는 설명의 편의를 위해 샘플링 대역을 기준으로 샘플링 대역폭만큼 더 높은 파수 영역들에 의한 대역폭 확장에 대하여 설명하였다. 하지만, 당해 기술분야의 통상의 기술자는 여기에 개시된 내용에 기초하여, 대역폭의 임의의 정수배들의 성분(예컨대, 대역폭의 두배, 세배, 또는 그 이상의 정수배)을 이용한 대역폭 확장을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
이이서 다시 도 7을 참조하면, P140에서 디지털 역 전파를 통해 이미지를 생성할 수 있다.
여기서, 디지털 역 전파는, 디지털 상의 가상의 물리 광학계 상에서 대상체의 위치까지 역으로 진행하여, 대상체의 리얼 영역 이미지를 구현하는 기술이다.
도 12는 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12에서 수행되는 반도체 소자의 제조 공정은 예컨대, 리소그래피 공정을 포함할 수 있다. 리소그래피 공정은 리소그래피 마스크에 미리 형성해둔 회로 패턴을 노광을 통해 기판에 전사시키는 공정이다.
도 1b 및 도 12를 참조하면, P1010에서 노광 전 검사를 수행할 수 있다.
노광 전 검사는 예컨대, 웨이퍼(W)에 이미 형성된 패턴들에 포함된 정렬 마크의 위치를 식별하는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 초 해상도 홀로그래픽 현미경(100) 외부의 리소그래피 제어 시스템은, 프로세서(160)에 의해 생성된 초 해상도 이미지에 기초하여, 정렬 마크의 위치들을 식별할 수 있다. 초 해상도 이미지의 생성은 도 7 내지 도 11을 참조하여 설명한 것과 실질적으로 동일할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 리소그래피 제어 시스템은 상기 정렬 마크의 위치에 기반하여 형성된 임의의 패턴들의 식별 위치를 나타내는 모델 함수들을 생성할 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 상기 리소그래피 제어 시스템은, 초 해상도 이미지에 기초하여, 모델 함수의 생성 없이 웨이퍼(W) 상에 형성된 임의의 패턴들의 위치를 직접 식별할 수도 있다.
이어서 P1020에서 노광 및 현상 공정 수행할 수 있다.
노광 및 현상 공정은 스핀 코팅, 소프트 베이크, 노광 후 베이크 및 하드 베이크를 더 포함할 수 있다. 스핀 코팅에 의해 포토 레지스트 층이 제공될 수 있으며, 소프트 베이크는 포토레지스트 층에 남아있는 유기 용매를 제거하고 포토레지스트 층과 웨이퍼(W) 사이의 접합을 강화시키기 위한 공정일 수 있다. 노광 후 베이크는 포토레지스트 층에 포함된 PAC(photoactive compound)를 활성화시킬 수 있고, 이에 따라 포토레지스트 층 상에 형성된 굴곡이 감소될 수 있다. 하드 베이크는 노광 및 현상 공정 수행 이후 포토레지스트를 경화시킴으로써 식각에 대한 내구성을 제고시키고 웨이퍼들(W)(또는 하지층)에 대한 접착력을 증대시키기 위한 공정일 수 있다. 현상 공정은 포토레지스트의 노광부 혹은 비노광부를 제거하는 공정일 수 있다.
이어서, P1030에서 현상 후 웨이퍼(W) 검사를 수행할 수 있다.
현상 후 웨이퍼(W) 검사는 포토레지스트 패턴을 포함하는 웨이퍼(W)의 초 해상도 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 현상 후 검사(After Development Inspection, ADI)는, 현상된 포토레지스트 패턴의 형상 및 결함 유무를 검사하는 것이다. 상기 리소그래피 제어 시스템은, ADI를 통해 오버레이 함수를 생성할 수 있다. 여기서 오버레이 함수는 포토레지스트 패턴과 하지층(underlying layer)의 패턴 사이의 오정렬을 나타내는 함수일 수 있다.
다른 일부 실시예들에 따르면, 상기 리소그래피 제어 시스템은, 초 해상도 이미지에 기초하여, 오버레이 생성 없이 웨이퍼(W) 상의 임의의 위치 상의 오버레이를 직접 식별할 수도 있다.
일부 실시예들에 따르면, 상기 리소그래피 제어 시스템은 오버레이 함수에 기초하여 회로 불량여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 포토레지스트 패턴과 하지층 사이의 오정렬로 인해 회로 불량이 발생한 경우, 포토레지스트 패턴을 제거한 후 다시 P1020으로 돌아가 노광 및 현상 공정을 수행할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, ADI에서 각 샷에 반복적으로 전사되는 것을 검출된 결함에 기초하여 리소그래픽 마스크에 형성된 결함을 검출할 수도 있다.
ADI 검사는 파티클, 스크래치 등의 결함 검사 이외에도, 형성된 패턴들의 선폭 및 피치, LER(Line End Roughness) 등을 검사할 수 있다.
이어서, P1040에서 식각 공정을 수행할 수 있다.
식각 공정은 건식 및 습식 식각 공정을 포함할 수 있다. 건식 식각 공정은, 예를 들어, RIE(reactive ion etching), DRIE(Deep RIE), IBE(ion beam etching) 및 Ar 밀링(milling) 중 어느 하나일 수 있다. 다른 예로, 웨이퍼(W)에 수행될 수 있는 건식 식각 공정은, ALE(Atomic Layer Etching)일 수 있다. 또한, 웨이퍼(W)에 수행될 수 있는 습식 식각 공정은, Cl2, HCl, CHF3, CH2F2, CH3F, H2, BCL3, SiCl4, Br2, HBr, NF3, CF4, C2F6, C4F8, SF6, O2, SO2 및 COS 중 적어도 어느 하나를 에천트 가스로 하는 식각 공정일 수 있다.
이어서, P1050에서 식각 후 웨이퍼를 검사할 수 있다. 현상 후 웨이퍼(W) 검사는 식각 공정이 수행된 웨이퍼(W)의 초 해상도 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 식각 후 웨이퍼의 검사는 파티클, 스크래치 등의 결함 검사, 형성된 패턴들의 선폭 및 피치, LER(Line End Roughness) 등의 검사를 포함할 수 있다.
P1060에서 웨이퍼(W)를 세정할 수 있다.
웨이퍼(W)의 세정은 식각 공정 후 남아있는 비산물 등의 입자 오염원들을 제거하기 위한 공정일 수 있다. 웨이퍼(W) 세정은 예컨대 습식 세정을 포함할 수 있다.
P1070에서 세정 후 웨이퍼를 검사할 수 있다. 세정 후 웨이퍼(W) 검사는 세정 공정이 수행된 웨이퍼(W)의 초 해상도 이미지를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 세정 후 웨이퍼(W) 검사는 세정 공정 후 웨이퍼(W)에 파티클이 잔존하는지 검사하는 것을 포함할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 입력 광을 방출하도록 구성된 광원;
    상기 입력 광을 제1 광 및 제2 광으로 분할하도록 구성된 회절 그레이팅;
    상기 제1 광을 반사시키도록 구성된 거울;
    상기 제2 광의 경로상에 배치되고, 웨이퍼가 배치될 수 있도록 구성된 웨이퍼 스테이지; 및
    상기 거울에 의해 반사된 상기 제1 광 및 상기 웨이퍼에 반사된 상기 제2 광을 수신하여 상기 웨이퍼의 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라를 포함하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회절 그레이팅은 투과형인 것을 특징으로 하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회절 그레이팅은 반사형인 것을 특징으로 하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광은 0차(zeroth order) 회절 광인 것을 특징으로 하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 스테이지는 상기 웨이퍼의 위치를 이동시킬 수 있도록 구성되고,
    상기 카메라는 상기 웨이퍼의 서로 다른 위치들에 대응하는 상기 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하는 것을 특징으로 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 거울은 회전할 수 있도록 구성되고
    상기 카메라는 상기 거울의 회전각에 따른 상기 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하는 것을 특징으로 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  7. 입력 광을 생성하여 출력하도록 구성된 광원;
    상기 입력 광을 수신하고 제1 회절 광 및 제2 회절 광을 출력하도록 구성된 회절 그레이팅;
    상기 제1 회절 광을 반사시키도록 구성된 거울;
    상기 제2 회절 광의 경로상에 배치되고, 웨이퍼가 배치될 수 있도록 구성된 웨이퍼 스테이지;
    상기 거울에 의해 반사된 상기 제1 회절 광 및 상기 웨이퍼에 반사된 상기 제2 회절 광을 수신하여 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라; 및
    상기 복수의 홀로그램 이미지들에 기초하여 초 해상도 홀로그램 이미지를 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 입력 광, 상기 제1 회절 광 및 제2 회절 광 각각의 광 경로 상에 렌즈가 배치되지 않는 것을 특징으로 하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서에 의해 생성된 초 해상도 이미지의 해상도는 상기 카메라의 해상도 보다 높은 것을 특징으로 하는 초 해상도 홀로그래픽 현미경.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 홀로그램 이미지들은, 측정 시 상기 웨이퍼의 위치 및 상기 거울의 각도의 조건들 중 적어도 어느 하나가 서로 다르며, 각각 상기 카메라의 픽셀 크기에 의해 결정되는 샘플링 파수 및 샘플링 대역폭을 갖고,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 홀로그램 이미지들 각각을 퓨리에 변환하여 복수의 파수 영역 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성되고;
    상기 프로세서는, 상기 복수의 파수 영역 홀로그램 이미지들에 기초하여 상기 샘플링 파수에 의해 결정되는 샘플링 대역폭을 확장하여 생성된 파수 영역 초 해상 홀로그램 이미지를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 파수 영역의 상기 초 해상 홀로그램 이미지를 퓨리에 역변환하여 상기 초 해상 홀로그램 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.

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