KR101226210B1 - 고해상도 이미징 - Google Patents

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Abstract

대상물의 영역의 고해상도 이미지를 구성하기 위해 사용될 수 있는 이미지 데이터를 제공하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 이 방법은 복사선 소스로부터 대상물에 입사 복사선을 제공하고, 적어도 하나의 검출기를 통해 대상물에 의해 산란된 복사선의 세기를 측정한 후, 대상물에 대해 입사 복사선 또는 대상물-이후 조리개의 고해상도 정렬함이 없이, 측정된 세기에 상응하는 이미지 데이터를 제공하는 단계를 포함한다.
Figure R1020067024879
이미징, 고해상도, 현미경

Description

고해상도 이미징{HIGH RESOLUTION IMAGING}
본 발명은 대상물의 상이 생성될 수 있는 이미지 데이터를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 이미지 데이터는 대상물의 구조에 관한 고해상도의 정보를 제공하며, 이로부터 생성되는 이미지가 고해상도일 수 있도록 만든다. 특히, 본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 대상물의 조사(probe)에 이용되는, 대상물에 대한 입사 복사선(incident radiation)의 높은 위치 정확성의 필요없이 파장-한정적 해상 이미지(wavelength-limited resolution images)를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
대상물(또는 시료)에 대한 공간적 정보를 얻기 위한 다양한 이미징 기술이 알려져 있다. 통상적인 투과형 이미징 기술의 경우, 대상물은 평면파 조명(10)에 의해 조사된다. 대상물에 의해 산란된 파동은, 도 1A에 도시된 것처럼, 렌즈(12)에 의해 재간섭(re-interfered)됨으로써 이미지(image)를 형성한다. 극초단파(엑스레이 또는 전자) 이미징의 경우, 이러한 기술은 상기 렌즈에 의해 초래되는 수차 및 불안정성과 연관된 알려진 다양한 문제들 갖고, 최종 이미지의 해상도 및 해석 가능성은 이러한 수차 및 불안정성에 의해 제한된다. 그 결과, 실제로 얻을 수 있는 해상도는 이론적 파장 한계보다 수배 이상 크다. 통상적인 스캔 투과형 이 미징 기술에 따르면, 대상물을 지나는 복사선(irradiation)의 스폿(spot)을 포커싱(focusing) 하기 위해 렌즈가 사용된다. 하나 이상의 검출기들이 산란된 복사선을 검출하기 위해 대상물 뒤쪽에 배치된다. 환상형 검출기(annular detectors), 사분 검출기(quadrant detectors) 및 오프-억세스 검출기(off-access detectors)와 같은 다양한 유형의 검출기들이 알려져 있다. 하지만, 이러한 방법들은 복사선의 포커스된 스폿(focused spot)을 대상물의 이미지가 요구되는 모든 점들(points)에 대해 스캐닝하는 방법을 사용하기 때문에, 이러한 기술들은 매우 많은 문제를 갖는다. 예를 들면, 만일 1000 x 1000 개의 픽셀 이미지가 요구되는 경우 백만개의 정밀한 프로브(probe)-위치(position) 점들(points)이 사용돼야 한다는 점에서, 상기 스폿의 매우 정확한 제어가 요구된다. 또 다른 문제는 사용되는 렌즈가 매우 우수한 품질이어야 한다는 것이다. 이는 최종 이미지의 해상도는 단지 상기 스포의 예리함 및 국소화(sharpness and localisation)에 비례하기 때문이기도 하지만, 전자 및 엑스-레이와 같은 다양한 복사선의 경우, 이미지 생성에 영향을 주고 그 해상도의 저하를 초래할 수 있는 수차 효과, 색 번짐(chromatic spread) 및 렌즈 전류 불안정성(lens current instability) 등과 같은 많은 문제가 있기 때문이기도 하다. 이는 도 1B에 개략적으로 도시된 것처럼, 전자 또는 엑스레이와 같은 입사 복사선(15)이 대상물로 사용되는 시료(16)에 입사되고, 대상물에 의해 산란된 복사선은 대상물로부터 빠져 나와 검출 평면(17)으로 진행한다.
통상적인 스캔 투과형 이미징과 관련하여 알려진 문제들에는, 복사광의 입사 스폿에 의해 조사(probe)돼야 하는 점들의 수가 크기 때문에, 이미지들이 완 성되기까지 긴 시간이 걸린다는 것이다. 만일 대상물이 데이터를 수집하는 동안 움직인다면, 이는 부정확한 데이터의 수집 및 부정확한 이미지의 생성을 초래할 수 있다. 또한, 통상적인 스캔 투과형 이미징 방법들에 따르면, 대상물로부터 빠져 나오는 복사광의 위상(phase)에 관한 정보는 측정되지 않는다. 즉, 단지 총 산란 세기(total scattering intensity)가 검출기들에서 측정될 수 있을 뿐이며, 대상물로부터 나오는 탈출파(exit wave)와 관련된 위상 정보는 수집될 수 없다. 사차원 디콘볼류션 이미징(four-dimensional de-convolution imaging)은 통상적인 스캔 투과형 이미징 기술의 변형이다. 이는 도 1에 도시된 것과 유사한 장치를 사용하지만 모든 프로브(probe) 위치들에 대해 전체 회절 패턴(whole diffraction pattern)을 기록한다. 이는 스폿 크기 또는 사용되는 렌즈의 반응 함수보다 더 나은 해상도로 대상물의 구조를 결정하는 방법을 제공하지만, 여전히 큰 문제들을 갖는다. 가장 주목할만한 문제는, 그럴듯한 시계(field of view)의 확보를 위해서는, 수시간이 걸리는 매우 큰 양의 데이터가 기록돼야 한다는 것이다. 최종 이미지의 재구성을 위해서는, 프로브 조명을 매우 정밀하게 제어하고 정밀하게 움직여서 모든 (즉, 백만개의) 픽셀들을 스캔해야하기 때문에, 이러한 문제는 실험이 실제로 수행되는 것을 어렵게 만든다. 또한, 이 방법들에 따르면, 매우 큰 선량의 입사 복사선(huge doses of incident radiation)이 장시간 동안 대상물에 조사돼야 하기 때문에, 대상물에 심각한 손상이 발행할 수 있다.
다른 잘 알려진 이미징 기술은 순수 회절 이미징 기술(pure diffractive imaging)이다. 이러한 대안적 방법에서, 렌즈는 생략되고 대상물은 프로브 복사선 의 단순 평면파(simple plane wave)에 의해 조사된다. 원거리에서 측정되는 산란된 패턴은 푸리에 평면 회절 패턴을 형성하고, 이것의 세기는 기록될 수 있다. 상기 측정된 세기로부터 얻어진 정보를 적용하는 반복적 방법을 사용하여 예측 대상물 탈출 파동 필드(estimated object exit wave field)를 계산한다. 상기 예측 파동 필드로부터 대상물에 대한 실제 정보를 결정하기 위해서는, 대상이 없거나 소정의 방식으로 마스크된 것으로 알려진 곳에 실제 공간의 한 영역이 제공돼야 한다. 대상물을 나타내는 파동 필드의 연속적 예측(running estimate)은, 단지 이러한 사실에 의해서도, 반복적으로 바뀌어질 수 있다. 하지만, 순수 회절 이미징과 관련된 다양한 문제들이 있다. 가장 주목할만한 문제는 대상물이 어떠한 방식으로든 소정의 고정된 위치에 매달리거나 고립돼야 한다는 것이다. 현실적으로 이러한 조건은 달성되기 어렵다. 또한, 이러한 해결법(solution)을 대상물의 새로운 부분 또는 다른 부분들로 확장할 수 없으며, 우수한 해상도로 큰 이미지 전체를 얻을 수 없다. 단지 대상물의 고립된 한 영역만이 조사(illuminated)되어 분석될 수 있다. 또한, 대상물은 단일 값으로 평가되어야 한다. 즉, 단일의 실수에 의해 표현돼야 한다. 그 수는 흡수 또는 상변화를 나타낼 수 있지만, 둘 모두를 나타내지는 않을 수 있다. 사실, 대부분의 실제 대상물 파동(즉, 대상물로부터 나오는 파동 함수)는 위상 성분과 진폭 성분을 갖는 복소수로 나타난다.
순수 회절 이미징과 관련된 다른 주요한 문제는 대상물의 가장자리가 또렷이(sharply) 정의돼야 하고 그 결과 뚜렷한 경계를 가져야 한다는 것이다. 이는 대상물이 없거나 소정의 방식으로 마스크된 것으로 알려진 영역이 잘 정의되야 한 다는 것이다. 실제에 있어서, 이처럼 정의된 가장자리를 갖는 대상물 또는 조리개(aperture)를 제작하는 것은 어렵다.
또 다른 문제는, 엑스레이 및 전자 산란에서 나타나는 대상물의 공통된 유형인 약한-산란 대상물(weakly-scattering objects)의 경우, 대상물을 투과한 복사선의 대부분이 회절 패턴의 중앙에서 끝난다는 것이다. 이 영역에서의 정보는 이미지 생성 공정에 도움이 되지 않기 때문에 쓸모없을 뿐만 아니라 대상물을 투과하는 복사선은 대상물을 손상시킬 수 있다. 또한, 평행 조명이 요구된다. 하지만, 이는, 정해진 밝기의 광원의 경우, 상대적으로 낮은 계수(relatively few count)가 상기 대상면(object plane)에 제공됨을 의미한다. 상술한 것처럼, 약한 산란 대상물들을 투과하는 많은 복사선이 중앙에서 소멸된다는 사실과 연관지어 고려할 때, 이는 실제에 있어서, 충분한 계수를 얻기 위해서는 오랜 시간이 소요되는 실험이 필요함을 의미한다. 데이터 수집 단계 동안, 대상물 또는 다른 이미징 장치가 움직이거나 표류한다면, 데이터는 무의미해질 수 있다.
상당한 관심을 얻었던, 이러한 문제의 해결 방법을 발견하기 위한 방법은 게르츠베르그 및 색스톤[R.W. Gerchberg and W.0. Saxton. Optik, 35(2):237-246, 1972]에 의해 처음으로 제기되었던 반복적 방법이다. 이러한 반복적 방법들은 최근 전자 및 엑스레이 모두에 대해 도 2에 도시된 배치에 적용되고 있다. 이러한 배치에 있어서, 입사 복사선(2)은 대상물로 사용되는 시료(21)에 조사된다. 대상물은 상기 입사 복사선을 넓은 각도로 산란함으로써, 회절 평면(22)에는 회절 패턴이 형성된다. 상기 회절 평면(22)의 회절 패턴은 사진 필름 또는 CCD 검출기와 같은 적 절한 방법을 통해 기록될 수 있다. 회절의 실험적 장점은 간섭 조건이 단지 대상물 자체 내에서의 산란에 의해서만 결정된다는 것이며, 따라서 짧은 파장 렌즈를 이용할 때 수반되는 기술적 어려움들은 회피될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 일 기술적 과제는 상술한 문제들을 적어도 부분적으로라도 완화시키는데 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 다른 기술적 과제는, 반복적 기술의 장점을 이용하되 종래의 반복적 방법들의 단점 없이, 대상물의 고해상도 이미지를 구성하는데 이용될 수 있는 이미지 데이터를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 다른 기술적 과제는, 대상물에 대한 입사 복사선의 위치를 설정하기 위해 고해상도 위치 제어 기술을 사용할 필요없이 또는 잘 정의된 위치에 대상물을 지지할 필요없이, 대상물의 고해상도 이미지를 구성하는데 이용될 수 있는 이미지 데이터를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 다른 기술적 과제는 모든 유형의 복사선에 대해 적합하되, 렌즈의 사용 및/또는 홀로그래픽 기준 파동 및/또는 원거리-필드 간섭계(far-field interferometry)의 형태에 상관없는 해상도를 갖는, 투과 현미경 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 다른 기술적 과제는 파장-한정적 해상도 이미지를 생성하는데 사용될 수 있는 이미지 데이터를 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. 상기 이미지는 대상물의 일부 또는 대상 구조가 잘 알려진 경우 실험 경로의 선택된 위치의 복사선의 일부분일 수 있다.
본 발명의 제 1 측면에 따르면, 대상물의 영역의 고해상도 이미지를 구성하기 위한 이미지 데이터를 제공하는 방법이 제공된다. 이 방법은 복사선 소스로부터 상기 대상물에 입사 복사선을 제공하는 단계; 적어도 하나의 검출기를 통해, 상기 대상물에 의해 산란된 복사선의 세기를 측정하는 단계; 및 상기 대상물에 대한 상기 입사 복사선 또는 대상물-이후 조리개의 고해상도 정렬 없이, 상기 측정된 세기에 상응하는 이미지 데이터를 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 2 측면에 따르면, 대상물의 영역의 고해상도 이미지를 구성하기 위한 이미지 데이터를 제공하는 방법이 제공된다. 이 방법은 복사선 소스로부터 공급되는 입사 복사선을 대상물에 공급하는 단계; 적어도 하나의 검출기를 사용하여, 상기 대상물에 의해 산란된 복사선의 세기를 측정하는 단계; 및 이동가능한 소프트하게 변하는 투과 함수 및 조도 함수를 사용하는 반복적인 과정을 통해, 상기 측정된 세기에 대응되는 이미지 데이터를 제공하는 단계를 포함한다.
바람직하게는 상기 방법들은 실질적으로 파장-한정적 해상도를 갖는 이미지 데이터를 제공할 수 있다.
상기 대상물의 상기 영역에 대한 상기 이미지 데이터는 실질적으로 실시간으로 제공될 수 있다.
상기 입사 복사선은 실질적으로 국소화된 파동 필드를 포함할 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따르면, 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 이 제품은 상기 프로그램이 로드될 때, 사용자 화면에 대상물의 영역의 이미지 및 상기 이미지를 생성하기 위한 이미지 데이터를 시각화하는 절차를 상기 컴퓨터가 수행하도록 만드는 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 갖되, 상기 이미지 데이터는 측정된 세기 측정 결과에 대응하여 상기 컴퓨터에 의해 결정되면서 이동가능한 소프트하게 변하는 투과 함수 및 조도 함수를 사용하는 반복적인 과정을 통해 계산된다.
본 발명의 제 4 측면에 따르면, 대상물의 영역의 고해상도 이미지를 생성하기 위한 이미지 데이터를 제공하는 장치가 제공된다. 이 장치는 소정의 위치에 대상물을 배치하기 위한 배치 수단(locating means); 상기 배치 수단에 의해 배치된 대상물에 입사 복사선을 제공하는 복사선 소스(radiation source); 상기 대상물에 의해 산란된 복사선의 세기를 측정하기 위한 적어도 하나의 검출 장치(at least one detector device); 상기 대상물에 대해 하나 이상의 위치에, 상기 대상물의 뒤쪽에 배치된, 입사광 또는 조리개를 배치하기 위한 수단; 및 산란된 복사선의 검출된 세기에 대응하는 이미지 데이터를 제공하기 위한 가공 수단(processing means)을 포함한다.
본 발명의 실시예들은 대상물의 일 영역의 파장 한정적 해상도를 갖는 이미지를 구성하기 위해 사용될 수 있는 이미지 데이터를 제공하는 반복적인 방법을 이용한다. 소프트하게 포커스된 빔인 대상물에 입사되거나 이동가능한 조리개가 상기 대상의 하류에 배치된다. 하나, 둘 또는 그 이상의 회절 패턴들이, 대상 탈출 파동 함수의 다른 영역이 측정될 수 있도록, 상기 대상물을 움직이거나 상기 조리개를 움직이는 방법을 통해 수집된다. 상기 조리개는, 상기 위치들에서 산란된 패턴들이 기록되기 전에, 상대적으로 큰 길이(상기 조리개 폭의 절반 또는 그 이상)로 움직여질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 방법은 큰 시계를 스캔할 수 있으며 고해상도의 이미지들을 실시간으로 얻을 수 있다. 본 발명의 다른 방법에 따르면, 상기 대상 또는 조리개를 움직이기보다는, 상기 프로브 또는 대상의 미리 선택된 특성들이 변화될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 아래에서, 첨부된 도면들을 참조하여, 단지 예로서, 기술될 것이다.
도 1A 및 1B는 통상적인 투과형 이미징 및 통상적인 스캔 투과형 이미징을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 어떻게 회절이 각의 범위를 한정하지 않는지를 보여주는 도면이다.
도 3은 움직이는 조리개 배열이 어떻게 넓은 시계의 측정을 가능하게 하는지를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 대상물 이후 조리개의 움직임을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 움직이는 포커스된 프로브가 어떻게 넓은 시계의 측정을 가능하게 하는지를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 대상물로 입사되는 프로브를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 위상 복원 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 세기 및 위상 결과들을 도시한다.
도 9는 부가된 노이즈를 갖는 세기 및 위상 결과들을 도시한다.
도 10A, 도 10B 및 도 10C는 복사선이 대상물에 제공되는 다른 방법들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11A 및 도 11B는 본 발명의 또다른 실시예들이 표면 프로파일로미터(surface profilometer)를 어떻게 제공할 수 있는지를 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 이미지 데이터를 제공하기 위한 장치를 나타낸다.
도면들에서, 유사한 도면 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다.
도 3은 산란 패턴이 어떻게 대상물의 구조에 대한 고해상도 정보를 결정하기 위해 전개되고 사용될 수 있는지를 설명하기 위한 도면이다. 아래에서, 대상물이라는 용어는, 복사선의 산란을 야기하는, 입사 복사선의 진행 경로 상에 배치된 어떤 시료 또는 아이템을 언급하도록 사용된다. 또한, 상기 대상물은 상기 입사 복사선에 대해 적어도 부분적으로 투명한 것으로 이해될 수 있다. 상기 대상물은 어떤 반복적인 구조를 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
입사 복사선(30)이 대상물(31)에 입사된다. 이때, 복사선이라는 용어는 복사선 소스로부터의 에너지로 넓게 해석될 수 있다. 즉, 복사선은 엑스레이를 포함하는 전자기 복사선, 전자와 같은 방출된 입자들 및/또는 음파(acoustic waves)를 포함할 수 있다. 이러한 복사선은 파동 함수 ψ(r)에 의해 기술될 수 있다. 이 러한 파동 함수는, 당업자들에게 잘 알려진 것처럼, 실수부와 허수부를 포함하며, 파동함수 진폭(modulus) 및 위상(phase)에 의해 기술될 수 있다. ψ(r)*는 ψ(r)의 켤레 함수(conjugate)이고, ψ(r)ψ(r)* = |ψ(r)|2. (이때, |ψ(r)|2는 상기 파동 함수의 세기이다.)
상기 입사 복사선(30)은 상기 시료(31)를 투과하여 지나면서 산란된다. 상기 시료의 앞쪽에서의 상기 입사 복사선의 파동 함수와 비교할 때, 상기 입사 복사선이 시료로부터 벗어나는 상기 입사 복사선의 파동 함수는 진폭 및 위상 모두에서 변화될 것이다. 발생되는 산란은 푸리에 회절, 굴절 및/또는 프레넬 회절 및 (상기 시료 이후 전파 결과로서 입사 복사선의 특성들이 변화된) 산란의 어떤 다른 형태를 포함할 수 있다. CCD 검출기(32)와 같은 검출기들의 어레이가 상기 시료로부터 먼 거리에 배치된다면, 회절 패턴(diffraction pattern)이 회절 평면(diffraction plane, 33)에 형성된다. 상기 검출기들(32)가 상기 시료로부터의 거리가 (상기 회절 패턴이 점원(point source)으로부터 유효하게 형성될 정도로 충분히 긴) D인 위치에 배치된다면, 푸리에 회절 패턴이 형성될 것이다. 만일 (상기 검출기들을 가깝게 배치함으로써) 상기 회절 평면이 상기 시료에 더 가깝게 형성된다면, 프레넬 회절 패턴이 형성될 것이다. 측정(investigation)을 위한 상기 대상물의 일부 영역을 선택할 수 있도록, 대상물의 뒤쪽에는 조리개(34)가 배치된다. 상기 조리개가 "서포트(support)"를 정의하도록, 상기 조리개는 마스크 내에 형성된다. 상기 서포트는 함수가 영(zero)이 아닌 함수의 일 영역이다. 즉, 상기 서포 트의 외부에서는, 상기 함수는 영이다. 상기 서포트의 외부에서, 상기 마스크는 상기 복사선의 투과를 차단한다. 종래의 기술들과 달리, 본 발명에서 사용되는 조리개들은 유한하거나 예리하게 만들어질 필요는 없다. 이들은 이동 가능하면서 그 가장자리에서 천천히 변할 수 있다. 이처럼 소프트하게 변하는 조도 함수 또는 투과도(the softly varying illumination function or transmittance)는 높은 공간 주파수를 구성하지 않는다. 즉, 대역폭이 제한된 함수(bandwidth limited function)이다. 렌즈가 사용되지 않기 때문에, 넓은 시계 영역(large field of view)이 상기 검출기들에 의해 측정될 수 있다. 조리개라는 용어는 복사선의 국소화된 전파 함수(localised transmission function of radiation)를 나타내며, 0과 1 사이의 값을 진폭 값으로 갖는 이차원의 복소 변수(a complex variable in two dimensions having a modulus value between 0 and 1)에 의해 표현될 수 있다. 일 예는 변하는 투과도의 물리적 조리개 영역을 갖는 마스크일 수 있다.
도 4는 도 3의 배열을 통과하는 파동의 전파를 개략적으로 도시하는 도면이다. 입사 복사선(30)은 시료의 상류측(upstream side)을 투과하면서, 상기 시료에 의해 산란된다. 시료 파동 O(r)는 상기 대상물(31)과 상호작용한 후의 복사선의 탈출 파동 함수이다. 이 경우, O(r)는, O(r)의 각 점이 복소수로 표현되는, 이차원 복소 함수를 나타낸다(이때, r은 이차원 좌표이다). O(r)는 물리적으로 (평면파로 도시된) 대상물으로부터 방출되는 탈출 파동을 나타낸다. 예를 들면, 전자 산란의 경우, O(r)는 (대상물을 지나는 결과로서) 입사파에 나타나는 위상 및 진폭의 변화를 나타낸다. 상기 조리개(34)는 (분석을 위한 대상 탈출 파동함수의 일부를 선택 하는) 프로브 함수 P(r)(즉, 필터링 함수(filtering function))를 제공한다. 조리개를 선택하는 대신에, 투과 격자 혹은 다른 그러한 필터링 함수가 대상물 함수의 하방에 위치하는 것을 이해될 수 있다.
프로브 함수 P(r-R)는 조리개가 위치 R에 있을 때의 조리개 투과 함수이다. 상기 프로브 함수는, 완전한 평면파가 입사될 때 상기 프로브에 의해 유발되는 진폭 및 위상의 변화를 나타내는, 진폭 및 위상에 의해 표현되는 복소수값을 갖는 복소 함수로서 기술될 수 있다.
탈출 파동 함수(43) ψ(r,R)은 상기 조리개를 벗어나는 복사선의 탈출 파동 함수이다. 이러한 탈출 파동 함수(43) ψ(r,R)는 회절 평면(33)에서 회절 패턴(44) ψ(k,R)을 형성한다. 이때, r은 실제 공간의 좌표 벡터이고, k는 회절 공간의 좌표 벡터이다.
도 5는 조리개를 필요로 하지 않는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 이 경우, 입사 복사선(50)은 대상물(51)의 제 1 면에 조사된다. 상기 입사 복사선은 시료에서 산란되고, 투과된 복사선은 회절 패턴이 형성되는 회절 평면(52)으로 전파된다.
도 6은 이 과정을 더 상세하게 설명하기 위한 도면이다. 상기 복사선(50)이 상기 대상물의 제 1 면의 일부 영역에 조사될 수 있도록, 상기 복사선의 초점은 (예를 들면, 약한 렌즈(weak lens)를 통해) 대략적으로 맞추어진다. 상기 약한 렌즈는 물론 임의의 적당한 초점 조절 장치를 포함할 수 있다. (예를 들면, 전자 빔의 경우 도전판들 및 전압 공급 장치일 수 있고, 엑스 레이일 경우 반사면일 수 있 다.) 상기 약한 초점(weak focusing)은 상기 프로빙 복사선 빔을 실질적으로 한정하기에 충분하다. 따라서, 정밀하게 초점이 맞춰진 복사선이 사용될 수도 있지만, 복사선의 초점을 정밀하게 조절할 필요는 없다. 이때, 상기 대상물은 관심 대상물을 지나는 결과로서 입사파에 초래되는 위상 및 진폭의 변화를 나타내는 대상물 함수 O(r)를 제공한다. 상기 대상물에 입사되는 복사선은, 화선(火線)(caustic)에 의해 생성된 것 또는 상기 렌즈 또는 다른 광학 부품에 의해 형성된 조도 프로파일 등과 같은, 조도 함수(illumination function)를 형성하는 프로브 함수 P(r)를 나타낸다. P(r)는, 상기 대상물의 평면에서 계산되는, 이러한 파동장의 복소수 정상 값(complex stationary value of this wave field)이다. 상기 탈출 파동 함수(63) ψ(r,R)은, 상기 복사선이 상기 대상물의 하방 면(downstream surface)을 벗어남에 따라, 상기 산란된 복사선을 정의한다. 이러한 탈출 파동은 공간을 통해 전파되어, 회절 평면(33)에서 회절 패턴(64) ψ(k,R)을 형성한다. 도 4에 도시된 실시예의 조리개 및 도 6을 참조하여 설명된 조리개 없는 실시예 모두에 있어서, 상기 산란된 복사선이 검출되는 회절 평면이 상기 시료로 더 가깝게 움직인다면, 푸리에 회절 패턴보다는 프레넬 회절 패턴이 검출될 것임을 알 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 상기 탈출 파동 ψ(r,R)으로부터 상기 회절 패턴 ψ(k,R)으로의 전파 함수는 푸리에 변환보다는 프레넬 변환일 것이다.
도 7은, 대상물의 고해상도 이미지를 얻기 위해, 대상물의 파동 함수 및 이어서 사용될 수 있는 이미지 데이터를 얻기 위한 알고리즘을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 본 발명의 제 1 실시예를 사용하면 서, (상기 회절 패턴을 측정한 후 제 1 위치로부터, 각각의 제 2 회절 패턴이 측정되는, 제 2 위치로) 상기 조리개를 움직이는 한가지 가능한 방법을 나타낸다. 본 발명의 실시예들은 상기 조리개를 위해 하나 이상의 위치들을 사용할 수 있다. 또한, 도 5 및 도 6에 따른 실시예들은 상기 조리개를 움직이기보다는 상기 약하게 포커스된 복사선이 상기 시료에 조사되는 위치를 움직이는 방법을 사용할 수 있다.
앞서 설명된 것처럼, O(r) 및 P(r)는, O(r) 및 P(r)의 각 점들이 복소수로 기술되고 r은 이차원 좌표인, 이차원 복소 함수들이다. 아래에서, 물리적으로, O(r)은, 평면파로 도시된, 대상 함수로부터 나오는 탈출 파동을 나타낸다. 예를 들면, 전자 산란의 경우, O(r)는 (관심 대상물을 지나는 결과로서) 입사파에 나타나는 위상 및 진폭의 변화를 나타낸다.
아래에서, P(r)은 화선에 의해 생성된 것 또는 상기 렌즈 또는 다른 광학 부품에 의해 형성된 조도 프로파일 등과 같은 조도 함수(예를 들면, 이 경우, 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, P(r)은 상기 대상 함수의 평면에서 계산되는 이러한 파동장의 복소수 정상값으로 이해될 수 있다)이거나, 도 3 및 도 4에 도시된 것처럼 상기 대상 함수의 하방(downdtream)에 설치된 조리개 또는 투과 격자(transmission grating)와 같은 필터링 함수를 나타낼 수 있다.
O(r) 및 P(r)는, 아래에서, 다양한 거리 R에 의해 서로에 대해서 움직일 수 있는 것으로 가정될 수 있다. 사용되는 용어는 움직이는 P(r)과 관련하여 표현되었지만, 동일하게 O(r)이 P(r)에 대해 움직일 수도 있다. 두 경우에 있어서, 상기 O(r)의 복소수 값은 ψ (r)의 전체 탈출 파동 함수를 구하도록 O(r)과 P(r-R)의 곱을 구함으로써 변경될 수 있다. 즉,
Figure 112006087111402-pct00001
(1)
이 식은 일반적으로 만족된다. 상기 대상물 함수 또는 상기 프로브/조리개 함수에 대한 실제적인 제한 사항이 거의 없다는 것은 주목할 만하다. 함수는 평면파가 아닐 수도 있고 또한 R에 대한 서로 다른 값들 사이의 차이의 배수인 반복되는 거리를 갖는 주기 함수도 아닐 수 있다. 왜냐하면, 상기 알고리즘은, 올바르게 작동하기 위해, 서로 다른 복수 번의 측정들을 요구하기 때문이다. 실제적인 실험에 있어서, 이러한 기준은 쉽게 충족될 수 있다.
상기 알고리즘은 복소 함수 ψ(r,R)의 상기 위상 및 세기를 찾도록 수행된다. 입력으로서 함수 P(r-R)를 아는 것이 요구되고, 상기 시료가 포함되는 것과 다른 평면에서 상기 파동 함수의 세기를 한번 이상(바람직하게는 여러 번의) 측정하는 것이 요구된다. 상기 푸리에 변환에 의해, 상기 시료 평면에 관련된 회절 평면을 사용하는 것이 편리하다. 이러한 경우, 상기 측정된 입력 데이터는 하나 이상의 프로브/조리개 위치들에서 상기 회절 패턴들의 세기들이다. 회절 데이터를 사용하는 것은 (수집의 용이함, 상기 탈출 파동 함수를 이미지에 포커스할 필요가 없다는 점, 그리고 큰 각도에 의한 상기 측정 데이터에 의해 얻어지는 해상도의 증가와 같은) 여러 가지 장점을 갖는다.
하지만, 상기 시료/조리개의 탈출면으로부터 소정 거리에서 측정되는 탈초점(defocused) 이미지들의 집합에 기초하여 상기 알고리즘을 수행하는 것은 역시 가능하다. 이러한 상황에서, 자유 공간 전달자(free space propagator)가 상기 푸 리에 변환을 대체한다.
상기 알고리즘은 이러한 두 가지 변환들의 사용에 한정되지는 않는다. 다른 유효한 변환들이 정보의 한 평면으로부터 다른 평면으로 이동하기 위해 사용될 수 있다. 아래에서, 일반적인 변환 T는 (평면 1로 불릴) 상기 제 1 평면으로부터 (평면 2로 불릴) 상기 제 2 평면으로 파동 함수를 변환하는 것을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 상기 알고리즘은 아래와 같이 수행된다:
1. 상기 대상물 함수 Og ,n(r)에 대한 추정(guess)과 함께 시작한다(S700). (이때, 아래첨자 g,n은 상기 알고리즘의 n번째 반복 단계에서 추정된 파동을 나타낸다.) 이러한 함수들은 (푸리에 변환이 사용된다면 실제 공간의 평면인) 평면 1에 있다. 바람직하게는, 첫 번째 단계에서는, 상기 Og ,n(r)이 모든 점 r에서 단위값(unity)을 갖는 것으로 추정될 수 있다. 이는 시료가 없는 경우에 해당한다.
2. 위치 및 특성이 알려진 조리개가 선택된다(S701). 이는 프로브 함수 P(r-R)를 제공한다. 상기 대상물 함수에 대한 현재의 추정은 상기 현재 위치 R에서의 조리개 또는 프로브 P(r-R)에 의해 곱하여진다(S702). 이를 통해, 위치 R에 대한 (여전히 평면 1에 있는) 상기 탈출 파동 함수의 추정된 값이 아래와 같이 생성된다.
Figure 112006087111402-pct00002
(2)
3. 다음 단계(S703)에서는, 상기 위치 R에 대한, (상기 푸리에 변환이 사용된다면 회절 공간의 평면인) 평면 2에서 해당 파당 함수를 얻기 위한 ψg,n(r,R)의 변환이 생성된다. 이때, T는 주로 상기 푸리에 변환일 수 있는 어떤 일반적인 변환을 나타내기 위해 사용되지만, 상기 프레넬 자유 공간 전달자(Fresnel free space propagator) 또는 상기 알고리즘의 특정한 응용에 적합한 어떤 다른 변환일 수도 있다.
Figure 112006087111402-pct00003
(3)
이때, k는 평면 2에서의 좌표이다. (상기 푸리에 변환의 경우, k는 통상적인 역 공간 좌표(reciprocal space coordinate)일 수 있다. 상기 전달자의 경우, k는 탈초점(defocused) 평면에서의 xy 좌표일 수 있다.) 이때, ψg,n(k,R)는 상기 추정된 대상물 함수 Og ,n(r)에 의해 생성되었다는 점에서, 이는 평면 2에서 상기 실제 파동 함수의 추정된 버전임을 주목할 필요가 있다. 상기 알고리즘의 연속적인 반복은 증대된 정확성을 갖는 ψg,n(k,R)의 버전들을 생성시킬 것이다.
한편, ψg ,n(k,R)는 아래와 같이 다시 쓰여질 수 있다.
Figure 112006087111402-pct00004
(4)
이때,
Figure 112006087111402-pct00005
및
Figure 112006087111402-pct00006
는 각각, 상기 위치 R에 대한, n번째 반복일 때의 평면 2에서의 상기 (추정된) 파동 함수의 진폭 및 위상이다.
상기 실제 변환된 탈출 파동 함수는 검출기 어레이(32)와 같은 알려진 기술들을 통해 상기 회절 패턴의 세기를 측정함으로써 알려진다. 상기 조리개가 제 1 위치에 있는 경우의 상기 회절 패턴의 측정된 세기는 상기 회절 패턴의 상기 복소 파동 함수에 대한 예측의 기초가 된다. 하지만, 상기 측정된 세기는 상기 파동 함수의 위상에 대한 정보를 제공하지 않는다. 오히려, 상기 측정된 세기는 ψ(r)의 진폭의 제곱(즉, |ψ(r)|2)에 대응될 수 있다. 일단 제 2 평면에서 상기 회절 패턴의 복사선 세기가 알려지면(S704), 다음 단계가 수행될 수 있다.
4. 상기 알려진 값에 대해 상기 추정된 평면 2의 파동 함수의 세기를 보정한다(S705).
Figure 112006087111402-pct00007
(5)
이때, |ψ(k,R)|는 상기 알려진 평면 2의 파동 함수의 진폭(즉, 상기 이미지 평면에서 상기 측정된 세기의 제곱근)이다.
5. 평면 1에서의 상기 탈출 파동 함수에 대한 새롭고 개선된 추정을 얻기 위해, 역변화을 구한다(S706).
Figure 112006087111402-pct00008
(6)
(이때, T-1은 앞서 사용된 변환 T의 역변환을 나타낸다.)
6. 아래의 업데이트 함수를 사용하여, 상기 조리개 또는 프로브에 의해 가려지는 영역에서의 상기 추정된 대상 파동 함수를 업데이트한다(S707).
Figure 112006087111402-pct00009
(7)
이때, 파라미터들 β, δ 및
Figure 112006087111402-pct00010
은 적정하게 선택되고, |Pmax(r-R)|는 P(r)의 진폭의 최대값이다. 이것의 결과는 대상 함수에 대한 새로운 추정이 된다(S708).
상기 업데이트 함수는 실제로 일어날 수 있으며 상기 프로브 함수가 최대 진폭을 갖는 경우에 상기 대상물 함수를 가장 강력하게 업데이트되도록 만드는 가중 인자(weighting factor)를 도입하는, 유효한 디콘볼루션을 만드는데 기여한다
상기 선택가능한 상수
Figure 112006087111402-pct00011
는 1로 설정될 수 있으며, 0에서 3 범위의 한 실수 값으로 선택될 수 있다. 노이즈가 심한 경우,
Figure 112006087111402-pct00012
>1로 설정하는 것이 유용하다. 산란의 기하학 때문에, 측정된 세기가 가보 홀로그램(Gabor hologram) 또는 그와 유사한 형태일 경우,
Figure 112006087111402-pct00013
은 1보다 작은 값으로 선택될 수도 있다. 상기 값 δ는, |P(r - R)| = 0인 경우, 영으로 나누는 문제가 발생하는 것을 방지하기 위해 사용된다. δ는 와이너 필더(Weiner Filter)에서 통상적으로 사용되는 것처럼 (필수적이지는 않지만 통상적으로 Pmax보다 작은) 작은 실수이며, 상기 기록된 데이터에 나 타나는 노이즈가 작다면 아주 작을 수 있다. 상기 상수 β는 상기 알고리즘에서의 피드백의 양을 제어하며, 대략 0.1과 1 사이에서 변화될 수 있다. 상기 상수 β가 0.5보다 작은 경우, 상기 대상물의 이전선 평가가 새로운 평가보다 더 중요한 것으로 고려된다. 사이의 값들은 상기 두 평가들의 상대적인 중요성을 변경한다. 상기 상수 β는 얼마나 빨리 해답에 도달하는 가를 결정한다.
δ는 고정된 값으로 설정되거나 변화될 수 있는 파라미터이다. 이 파라미터는 상기 기록된 데이터가 얼마나 노이즈를 갖는가를 나타내며, 이러한 환경에 대응하여 상기 업데이트가 어떻게 수행되는가를 감쇠시키기 위해 사용된다. 데이터 수집을 위한 조건이 높은 빔 전류(high flux)를 갖는다면 이는 낮은 탄산 잡음(low shot-noise)을 수반하기 때문에, 상기 추정된 평가를 업데이트하기 위해 모여진 결과를 사용하는 것은 안전하다. 따라서, δ의 값이 Pmax보다 충분히 작을 수 있다(예를 들면, 1/10 이하).
아래의 항은 |P(r - R)|이 큰 영역들의 업데이트 효과를 최대화시킨다.
Figure 112006087111402-pct00014
(8)
이는 입사 복사선의 최대 양을 받는 영역이며 따라서 노이즈에 대한 신호의 비율이 상대적으로 높은 정보를 포함하는 영역이기 때문에, 유용하다. 이러한 정보는 노이즈에 의해 크게 영향을 받는 매우 적은 복사선이 입사되는 영역들로부터 얻어지는 정보들에 비해 분명히 더 가치있다.
β = 1,
Figure 112006087111402-pct00015
=0, δ=0이고, 함수 P(r-R)는 그 값이 단위 값이고 다른 곳에서는 0인 영역에 의해 표현될 수 있는 마스크 또는 서포트 함수(support function)인 경우, 상기 알고리즘은 잘 알려진 피에넙 알고리즘(Fienup algorithm)과 일부 유사성을 갖는다. 만일, 이 경우, 단지 한 지점 R 만이 사용된다면, 그 알고리즘은 상기 기본적인 피에넙 알고리즘과 수학적으로 동일한 것으로 환산될 수 있다. 하나 이상의 위치 R이 사용된다면, 상기 알고리즘은 알려진 방법들에 비해 (단일성 이슈 때문에 야기되는 문제가 없고, 더 넓은 시계가 이미지화될 수 있다는 사실을 포함하는) 상당한 장점을 갖는다.
상기 추정의 계속되는 평가의 업데이트에 이어서, 도 7에 도시된 알고리즘은 앞선 위치와 적어도 일부분 중첩되는 새로운 위치 R을 선택하는 단계를 진행한다. 상기 중첩은 20% 이상인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 50% 이상이다. 이는 도 3에 도시된 화살표 A의 방향으로 상기 조리개를 소정의 크기로 움직이거나 도 5에 도시된 조사 복사선(illuminating radiation)이 상기 대상물의 다른 영역에 조사되도록 만듦으로써 달성될 수 있다. 본 발명의 실시예들은 조리개 또는 입사 복사선의 위치에서의 어떠한 변화없이도 대상물의 한 영역에 대한 이미지 데이터를 성공적으로 제공할 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, S708의 단계를 실시한 후, 상기 알고리즘은 S702의 단계로 돌아간다. S708의 단계에서의 0(r)에 대한 새로운 추정이 로딩된 대상물 함수 0(r)의 초기 평가를 대신하여 로딩된다. 상술한 일련 과정이 반복됨에 따라, 상기 알려진 세기 및 이에 따른 상기 입사 복사선의 알려진 진폭 성분은 상기 평가의 정확성을 증대시키도록 더해짐으로써, 상기 대상 함수에 대한 새로운 추정은 실제 대상물 함수에 더욱 가까워진다.
그럼에도 불구하고, 더 바람직한 방법은, 도 7에 도시된 것처럼, 앞선 위치와 부분적으로 중첩되는 새로운 위치 R로 이동하는 방법이다.
제 2 위치에서의 알려진 프로브 함수 P(r- R 2)를 확인한 후(S709), 상기 S708 단계에서 생성된 새로운 추정이 S709 단계에서 확인된 새로운 알려진 프로브 함수와 곱해지도록, 앞서 언급된 단계가 반복된다. 이 과정은 S710 단계에 도시되었다. 그 결과, 실시예에 따라, 시료 이후(post specimen) 또는 조리개 이후(post aperture)의 탈출 파동 함수가 유효하게 생성된다. 결과적인 탈출 파동 함수는 그 위치에서 측정되어야 할 산란 패턴의 평가를 제공하도록 전달된다(S711). 상기 회절 패턴은 상기 변환된 파동 함수에 대한 세기 정보 및 진폭 정보를 제공하는 S712의 단계에서 측정된다. 위상 정보를 그대로 유지되면서, 상기 세기 정보는 상기 변환된 파동 함수의 상기 진폭을 보정하도록 사용된다(S713). 이러한 보정된 파동 함수는 (상기 이미지가 먼 위치에 형성될 경우) 푸리에 변환, (상기 이미지가 프레넬 회절이 주로 발생하는 위치에 형성될 경우) 프레넬 변환 또는 다른 적당한 변환을 통해 역으로 전개된다. 이 과정은 S714 단계에 도시되었다. 이어서, O(r)의 계속되는 평가는 S715 단계에 도시된 상기 업데이트 함수에 따라 보정되며, 그 결과는 S716에 도시된 상기 대상 함수의 새로운 추정이 된다.
이 단계에서, 상기 조명 또는 조리개는 추가적으로 제 3 또는 또 다른 위치로 움직여질 수도 있다. 다시 새로운 위치는 앞서 조사된 위치들과 얼마간의 중 첩이 발생하는 위치인 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 대상물의 전체 영역은 선택적으로 매핑(mapped)될 수 있다. 또 다른 방법으로, S716 단계에서 생성된 상기 새로운 추정은, 알려진 회절 패턴 결과를 앎으로써 추가적인 위치의 이동없이, 반복될 수 있다. 도 7에서, 상기 반복적인 방법은 S702 단계로 돌아감으로써 반복되는 것으로 도시되었다. (이때, S702 단계에서는, S716에서 생성된 상기 새로운 추정이 S700 단계에서 제공되는 상기 대상 함수의 초기 평가를 대신하여 상기 곱의 단계로 입력된다.)
상기 반복적인 방법은 소정의 사건이 발생될 때까지 반복될 수 있다. 예를 들면, 상기 반복은 소정의 횟수(예를 들면, 1000번)로 반복되거나, 제곱된 에러의 합(sum squared error (SSE))이 충분히 작아질 때까지 반복될 수 있다. 상기 SSE는 평면 2에서, 아래의 식에 따라, 측정된다.
Figure 112006087111402-pct00016
(9)
(이때, N은 상기 파동 함수를 나타내는 어레이 내의 픽셀들의 수이다.)
상기 반복 과정 동안, 상기 대상물 함수의 가장 최근의 추정이 상기 대상물 함수에 대한 계속되는 평가를 제공한다. 소정의 사건이 발생함으로써 상기 반복 과정이 끝날 때, 상기 대상물 함수의 계속되는 평가(running estimate of the object function)는 상기 입사 복사선에 의해 조사되거나 대상물 이후 조리개의 위치에 의해 선택된 영역에서의 이미지 데이터를 제공한다. 이러한 이미지 데이터는 상기 대상물의 선택된 영역의 고해상도 이미지를 생성하는 데 이용되는 진폭 및 위 상 정보를 포함한다.
상기 움직이는 프로브 알고리즘은, STEM 프로브가 상기 첫 번째 열에 도시된 상기 투과 특성을 갖는 대상물로 입사될 때 만들어진, 상기 파동 함수의 위상을 복원하는 데 사용되어 왔다. 이러한 투과는 비정질 탄소 백그라운드 상의 금 입자의 이미지를 CDD 카메라를 가지고 촬영하고, 이 이미지를 단지 진폭으로서만 처리한 후, 상기 도시된 진폭 및 위상을 얻기 위해 그 결과를 1000Å 씩 전개함으로써 생성되었다.
상기 STEM 프로브는 조리개 크기 0.25Å-1, 탈초점 3000Å 및 카운팅의 총 수(total number of counts) 1.0 x 106을 갖는다. 그 결과, 도 8에 도시된 세기 및 위상이 얻어졌다. 이 프로브는, 128 x 128 픽셀 어레이 내의 복수개의 다른 프로브 위치들에 대해, 상기 대상물 투과 함수와 곱해진다. 그 결과로서 얻어진 파동 함수는, (프로브 위치 (60, 40)에 대한 회절 패턴인) 도 8의 세번째 열에 도시된 것과 같은 회절 패턴을 얻도록, 푸리에 변환된다. 상기 알고리즘은, 회절 공간에서의 상기 SSE가 1.444 x 10-7이면서 여전히 급격히 감소되는 점에서, 식 (7)의 방정식에서의 파라미터들이 β=1,
Figure 112006087111402-pct00017
=1 이고, δ=0.0001인 조건에서, 2000번 반복 수행되었다. 이 단계에서 상기 복원된 파동 함수는 도 8의 4번째 열에 도시되었다. 상기 알고리즘이 분명하게 잘 작동함을 알 수 있다. 같은 실험이 처음에는 1.0이고 두번째는 5.0의 평균값을 갖는 부가된 포아송 노이즈를 포함하면서 두번 이상 반복되었 다. β의 값은, 개선된 수렴 결과를 가져온, β=0.6으로 변경되었다. 이러한 시뮬레이션의 결과들은 도 9에 도시되었다. 분명하게 노이즈의 부가는 상기 알고리즘에 영향을 준다. 특히, 상기 대상물 투과 함수는 상기 복원을 위해 사용된 프로브 위치들의 집합의 영역에서만 유효하게 복원된다. 상기 프로브가 매우 작은 영역들에서는, 상기 대상에 대해 알려진 것이 거의 없기 때문에, 이는 예상되는 결과이다. 도시된 결과들은 상기 원래의 대상 투과 함수와 같은 그레이 스케일로 스케일되었다. 상기 노이즈가 상대적으로 높은 경우에 조차, 상기 대상물의 구조 및 일부 상세한 일부가 복원되었음이 분명하다.
본 발명의 실시예들은 현미경 사용에 관한 많은 상황에 적용될 수 있는 (특히 스캐닝 투과 전자 현미경에 응용될 수 있는 가능성을 갖는) 위상 복원의 새로운 방법을 제공한다. 상기 방법은 입력 세기 정보로, 단지 (하나 이상의) 작은 수의 다른 프로브 또는 조리개 위치들로부터의 측정을 요구하였으며, 따라서 이 방법에서는, 시료 이후 렌즈들이 불필요하며 이러한 렌즈들의 수차와 관련된 문제들은 회피될 수 있다. 상기 사용된 알고리즘은 상기 대상물 투과 함수의 위상을 빠르게 복원한다. 이는 대상물의 구조를 나타내는 고해상도 이미지를 실시간으로 생성하는 것을 가능하게 한다. 상기 알고리즘은 또한 노이즈가 많은 상황에서 유효하며, 서로 다른 매우 다양한 대상 및 프로브 함수들에 대해서도 동작한다. 본 발명의 실시예들은 또한, 소정의 구조를 갖는 복수개의 대상물들이 사용될 때, 프로브 함수들을 계산하는 것을 가능하게 한다.
도 10A, 도 10B 및 도 10C는 본 발명의 또 다른 실시예들을 나타내며, 특 히 대상물에 입사되는 복사선이 어떻게 생성되는지를 그리고 상기 대상물로부터 산란된 복사선의 양상을 확인하는 데이터가 어떻게 검출되는지를 보여준다. 도 10A는 대상(1001)의 근방에 배치될 수 있는 복사선 소스(1000)가 어떻게 검출기들의 어레이(1002) 상에서 산란 패턴을 형성하는데 사용될 수 있는지를 보여준다. 상기 소스는, 상기 대상물이 조사되는 영역이 충분히 작아서 상기 검출기 평면에서 니퀴스트 샘플링 조건(Nyquist sampling condition)이 충족될 수 있음을 보장하기 위해, 상기 대상물에 충분히 가까워야 한다. 이러한 실시예는 상기 대상(1001)의 고해상도 이미지가 생성될 이미지 데이터를 제공하기 위해 렌즈들 또는 조리개들을 필요로 하지는 않는다. 하지만, 이러한 특별한 조건 하에서, 이러한 해상도를 얻기 위해서는 상기 대상(1001)의 상류 면에 충분히 가깝게 상기 소스(1000)을 위치시키는 것이 중요하다. 상기 업데이트 과정을 위한 하나 이상의 위치를 제공하기 위해서는, 상기 시료 또는 상기 소스가 움직여질 수 있다.
도 10B는 평면파 복사선(1003)이 포커싱 튜브(1004) 상으로 입사되도록 만드는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 상기 튜브(1004)는, 복사선이 투과되도록 허용되어 상기 대상(1001)에 입사되는, 상기 복사선의 일 영역을 선택한다. 어떠한 렌즈들 또는 대상 이후 조리개들(post target apertures)도 이 실시예에서는 불필요하다.
도 10C는 복사선의 점원(point source of radiation)(1000)이 작은 각도 거울(1005) 또는 어떤 다른 반사면에 입사되는 복사선을 방출하는 또다른 실시예를 도시한다. 이러한 반사면은 상기 점원(1000)이 엑스레이의 소스인 경우에 특히 이 용가능하다. 상기 복사선은 가볍게 스칠 정도의 작은 각도로 상기 거울(1005)에서 반사되어 상기 대상(1001)로 입사된다. 이어서, 산란된 복사선은 상기 검출기들의 어레이(1002)에서 검출된다.
도 11A 및 도 11B는 본 발명의 또다른 실시예들을 도시한다. 특히, 이들은 본 발명의 실시예들이 표면 프로파일로미터(surface profilometer)를 제공하는데 이용될 수 있는지를 보여준다. 점원(1100)은 대상 시료(1101)의 표면에 입사되는 복사선을 방출한다. 앞서 기술된 것처럼 상기 시료를 투과하기 보다는, 이 시료는 전체적으로 또는 부분적으로 반사 특성을 갖는다. 범프들(bumps) 또는 다른 표면 특성들은 상기 입사 복사선의 위상의 변화를 야기하며, 상기 대상으로부터 반사된 이러한 복사선은 앞서 기술된 것처럼 상기 산란 패턴이 검출되는 검출기들의 어레이(1102)로 산란된다. 도 11B는, 상기 소스(1100)으로부의 복사선이 상기 대상물(1101)과 상호작용하기 전에 렌즈(1103)에 의해 먼저 초점이 맞추어지는, 상기 표면 프로파일로미터를 위한 또다른 실시예를 나타낸다. 앞서 기술된 상기 알고리즘은 위에서 설명된 투과 모드 및 도 11와 관련하여 기술된 반사형 실시예들에 대해 동일하게 적용될 수 있다. 도 10 및 도 11에 기술된 다양한 실시예들 각각에 있어서, 상기 소스(1000, 1100), 대상(1001), 튜브(1004) 및/또는 반사 거울(1005)의 움직임은, 앞서 설명된 상기 알고리즘에서 다음 반복 작업에서의 사용을 위한, 조사 함수(illumination function) 또는 프로브 함수(probe function)의 위치 변경에 이용될 수 있다.
도 12는 도 5 및 도 6에 도시된 상술한 실시예에 따른 대상물의 일 영역 의 고해상도 이미지를 구성하기 위해 사용될 수 있는 이미지 데이터를 제공하기 위한 장치를 나타낸다. 복사선의 소스(1200)은, 상기 복사선을 대상(51)의 선택된 영역 상으로 약하게 포커싱하는, 렌즈(1201) 상에 복사선을 제공한다. 상기 입사 복사선은 입사 파동 함수(1202) 및 탈출 파동 함수(1203)을 갖는다. 이러한 탈출 파동 함수는 (회절 패턴이 검출기들의 어레이(1204) 상에 형성되는) 거리 D를 가로질러 전파된다. 상기 거리 D는 상기 전파된 탈출 파동 함수(1203)이 먼 위치에서 푸리에 회절 패턴을 형성할 정도로 충분히 큰 것이 바람직하다. 상기 검출기 어레이는 상기 대상물(51)에 의해 산란된 복사선의 세기를 검출할 수 있는 적어도 하나의 검출기를 제공한다. (마이크로 엑튜에이터(micro actuator)일 수 있는) 위치 조절 장치(1205)가 제공되며, 이 장치는 상기 대상물을 상기 대상물에 대해 요구되는 적어도 하나 이상의 위치들에 위치시킬 수 있다. 이 경우, 소스(1200)로부터의 복사선은 상기 대상(51)의 상류 면의 다른 위치들 상에 입사될 수 있다.
제어 장치(1206)는 상기 마이크로 엑튜에이터에 제어 신호를 전송하고, 더불어 상기 검출기 어레이(1204) 내의 픽셀 검출기들의 각각으로부터 측정된 세기 결과들을 전송받는다. 상기 제어 장치(1206)은, 사용자 표시 장치 및 사용자 입력 키 패드를 포함할 수 있는 사용자 인터페이스(1209)와 함께, 마이크로 프로세서(1207) 및 데이터 저장 장치(1208)를 포함한다. 상기 제어 장치는 원격 제어를 위해, 랩탑(1210) 또는 개인용 컴퓨터와 같은, 추가적인 처리 장치에 연결될 수도 있다. 또다른 실시예에 따르면, 랩탑 또는 개인용 컴퓨터가 상기 제어 장치(1206)로 사용될 수도 있다. 상기 제어 장치(1206)은 실시간으로 이미지 데이터의 생산을 자동적으로 제어할 수 있다. 또다른 예로, 사용자는, 상기 사용자 인터페이스(1209)를 이용하여, 이미징을 위한 상기 대상물의 영역들을 선택하거나 또는 추가적인 사용자 입력 정보를 입력할 수 있다.
사용에 있어서, 상기 렌즈(1201)는 상기 복사선 소스(1200)로부터 방출되는 복사선에 의해 조사된다. 상기 대상물(1200)의 위치는, 상기 제어 장치(1206)의 제어 하에, 상기 액튜에이터(1205)에 의해 선택적으로 조절된다. 상기 복사선은 상기 검출기 어레이(1204) 내의 검출기들 각각에 의해 각각의 위치들에서 검출되는 회절 패턴을 형성한다. 이러한 검출기들로부터의 결과들은 상기 제어 장치로 입력되며, 상기 데이터 저장 장치(1208)에 저장될 수 있다. 만일 단지 하나의 위치가 상기 이미지 데이터를 추출하기 위해 사용된다면, 상기 마이크로 프로세서는, 앞서 설명된 상기 알고리즘에 대한 정보를 포함하는 프로그램 명령문들과 함께 이러한 검출된 정보를 사용하여, 상기 이미지 데이터를 추출한다. 하지만, 상기 이미지 데이터를 완성하기 전에 하나 이상의 위치들이 요구된다면, 상기 제어 장치는 다른 선택된 위치에 상기 시료를 배치하도록 상기 엑튜에이터(1205)로 소정의 신호를 보낸다. 상기 엑튜에이터(1205)는 많은 다른 위치들 중의 하나에 상기 시료를 위치시킨다. 재배치 이후, 상기 검출기 어레이 상에 형성된 추가적인 회절 패턴이 측정되고, 그 결과들은 상기 제어 장치에 저장된다. 일 예로, 상기 어레이(1204)는 1200 x 1200의 픽셀들을 갖는 CCD 어레이일 수 있다. 만일 추가적인 세기 측정이 요구되지 않는다면, (앞서 설명된 상기 알고리즘을 사용하여 최근에 저장된 두개의 결과들의 집합들에 해당하는) 이미지 데이터가 이 단계에서 상기 제어 장치에 의해 생 성될 수 있다. 상기 가공되지 않은 이미지 데이터 또는 상기 이미지 데이터로부터 생성되는 고해상도 이미지는 상기 사용자 인터페이스(1209) 상에서 시각화되거나, 개인용 컴퓨터 또는 다른 유사한 장치의 원격에서 시각화될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 대상물의 이미지 데이터를 추출하기 위한 반복적인 방법을 제공한다. 상기 반복적인 방법은 일반화된 조명 시스템에 대처할 수 있도록 지능적인 방식으로 응용될 수 있다. 이 경우, 상기 조리개의 투과 함수는 약하게 정의되고, 또한 복사선의 빔은 약하게 포커싱될 수 있다. 또다른 실시예들에 있어서, 상기 대상이 잘 알려진 경우라면, 대상의 정보를 추출하기 보다는 상기 복사선 또는 조리개 그 자체와 관련된 정보가 추출될 수도 있다.
본 발명의 실시예들은 시료의 일부의 고해상도 이미지를 파장-한정적 해상도로 생성하는 데 적합한 이미지 데이터를 얻기 위한 방법을 제공한다. 이러한 방법에 있어서, 그러한 정보를 추출하기 위해, 사용되는 장치의 위치 제어의 정확성을 위해 요구되는 해상도보다 훨씬 높은 해상도를 갖는 이미지 데이터를 생성할 수 있는 방법 및 장치가 제공된다. (아원자적인; sub-atomic) 매우 짧은 파장의 복사선의 경우, 상기 해상도의 증가는 종래의 기술들에 비해 40 배 이상일 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 해상도는 상기 원자적 운동들 그 자체에 의해 결정될 것이다.
본 발명의 실시예들은 단지 예로서 위에서 설명되었다. 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 한, 기술된 특정 실시예들은 변형될 수 있다. 즉, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개된 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
고해상도 현미경, 전자 현미경, 대상물(또는 시료)에 대한 공간적 정보를 얻기 위한 다양한 이미징 기술이다.

Claims (62)

  1. 대상물의 일 영역에 대한 이미지를 구성하기 위한 이미지 데이터를 제공하는 방법에 있어서,
    복사선 소스로부터 상기 대상물에 입사 복사선을 제공하는 단계;
    적어도 하나의 검출기를 통해, 상기 대상물에 대한 제 1 위치에서, 상기 대상물-이후 조리개를 갖는 상기 대상물에 의해 산란된 복사선 또는 상기 입사 복사선의 세기를 측정하는 단계;
    상기 대상물에 대한 상기 입사 복사선의 위치 또는 조리개의 위치를 재조정하는 단계;
    상기 대상물에 대한 제 2 위치에서, 상기 조리개를 갖는 상기 대상물에 의해 산란된 복사선 또는 상기 입사 복사선의 세기를 다시 측정하는 단계; 및
    반복적인 과정을 통해, 상기 대상물에 대해 이동가능한 대역폭이 제한된 투과 함수 및 조도 함수를 사용하여, 상기 제 1 및 제 2 위치들에서 적어도 상기 측정된 세기에 상응하는 이미지 데이터를 제공하는 단계를 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 제공하는 단계는
    상기 대상물의 상기 영역의 적어도 하나의 특성을 나타내는 대상 함수를 평가하는 단계;및
    상기 대상 함수를 반복적으로 재평가하는 단계를 포함하되,
    상기 대상 함수의 연속적 평가의 정확성은 평가의 반복과 더불어 개선되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 대상물에서 상기 입사 복사선의 적어도 한 특성을 나타내는 프로브 함수와 상기 평가된 대상 함수를 곱하는 단계;
    상기 곱의 결과에 대응되는 현재 추정된 탈출 파동 함수를 제공하는 단계;
    상기 현재 추정된 탈출 파동 함수를 전개하여 예상되는 산란 패턴의 예상치를 제공하는 단계; 및
    측정된 세기에 따라 상기 예상된 산란 패턴의 적어도 한 특성을 보정하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터를 제공하는 단계는
    대상물-이후 조리개 직전에서의 상기 대상물-이후 파동 함수의 적어도 한 특성을 나타내는 대상 함수를 평가하는 단계; 및
    상기 대상 함수를 반복적으로 재평가하는 단계를 포함하되,
    상기 대상 함수의 연속적 평가의 정확성은 평가의 반복과 더불어 개선되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 대상물-이후 조리개의 적어도 한 특성을 나타내는 프로브 함수와 상기 평가된 대상 함수를 곱하는 단계;
    상기 곱의 결과에 대응되는 현재 추정된 탈출 파동 함수를 제공하는 단계;
    상기 현재 추정된 탈출 파동 함수를 전개하여 예상되는 산란 패턴의 예상치를 제공하는 단계; 및
    측정된 세기에 따라 상기 예상된 산란 패턴의 적어도 한 특성을 보정하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  6. 제 3 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 보정된 예상되는 산란 패턴을 역으로 전개하여, 업데이트된 탈출 파동 함수를 제공하는 단계; 및
    아래의 함수를 이용하여,
    Figure 112006098129548-pct00057
    (이때,
    Figure 112006098129548-pct00058
    는 상기 대상 함수의 연속적 평가를 나타내고,
    Figure 112006098129548-pct00059
    는 상기 대상 함수의 앞선 평가를 나타내거나 앞선 평가가 없는 경우에는 단위값이고, U(r)는 업데이트 함수를 나타내고,
    Figure 112006098129548-pct00060
    는 탈출 파동 함수에서의 보정된 추정값이고,
    Figure 112006098129548-pct00061
    는 반복동안 상기 현재 추정된 탈출 파동 함수를 나타낸다.)
    상기 업데이트된 탈출 파동 함수에 대응되는, 대상물 함수의 연속적 평가를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 업데이트 함수 U(r)은
    Figure 112006098129548-pct00062
    (이때, β는 피드백 상수이고, P(r-R)은 위치 R에서의 프로브 함수이고, P*(r-R)는 프로브 함수 P(r-R)의 켤레 함수(conjugate)이고, Pmax(r-R)은 P(r)의 진폭의 최대값이고, δ는 선택가능한 파라미터이고,
    Figure 112006098129548-pct00063
    은 선택가능한 파라미터이다. )
    인 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 위치에서 측정되는 영역이 상기 제 2 위치에서 측정되는 추가적인 영역과 중첩되도록 상기 제 2 위치를 선택하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 추가적인 영역은 상기 영역의 적어도 20%로 중첩되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 추가적인 영역은 상기 영역과 50% 이상 중첩되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  13. 제 3 항 또는 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    보정된 상기 예상된 산란 패턴은 아래의 식을 사용하여 보정되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
    Figure 112012014046945-pct00064
    (이때, ψc,n(k,R)은 보정된 파동 함수이고, |ψ(k,R)|은 평면 2 파동의 알려진 진폭이고,
    Figure 112012014046945-pct00065
    은 평면 2 파동의 추정되는 위상이다.)
  14. 제 3 항 또는 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전개는 아래의 식을 사용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
    Figure 112006098129548-pct00066
    (이때, ψg,n(k,R)는 평면 2에서 추정되는 파동 함수이고,
    Figure 112006098129548-pct00067
    는 변환을 나타내고, ψg,n(r,R)은 추정되는 평면 1 파동 함수이다.)
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 역전개는 아래의 식을 사용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
    Figure 112006098129548-pct00068
    (이때,
    Figure 112006098129548-pct00069
    는 평면 1에서 추정된 파동 함수이고,
    Figure 112006098129548-pct00070
    는 역변환 과정을 나타내고, ψc,n(k,R)은 평면 2에서 보정된 파동 함수이다.)
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    소정의 사건이 발생할 때 상기 반복 과정을 중단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 소정의 사건은 상기 반복의 횟수가 소정의 조건을 충족시키는 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    소정의 사건이 발생할 때 상기 반복 과정을 중단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 소정의 사건은 에러의 제곱의 합이 소정의 조건을 충족시키는 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사 복사선이 상기 대상물로 조사되는 일 영역을 선택하여, 상기 대상물에 대한 상기 입사 복사선의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    렌즈 또는 다른 광학적 부품을 이용하여 조도 프로파일을 형성함으로써, 상기 입사 복사선이 상기 대상물에 조사되는 영역을 선택하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사 복사선은 국소화된 파동 장(substantially localized wave field)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터는 파장-한정적 해상도(substantially wavelength- limited resolution)를 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  23. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 검출기는 검출기 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상물의 상기 영역에 대한 상기 이미지 데이터를 실시간으로 제공하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  25. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지 데이터에 기초하여 상기 영역의 상기 이미지를 사용자 화면에 생성하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    약한 렌즈 또는 반사면으로부터의 화선(caustic)을 통해 상기 대상물에 상기 입사 복사선을 제공하는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  27. 제 1 항에 있어서,
    상기 대상물에 대하여 원거리 필드에 상기 적어도 하나의 검출기 각각을 위치시키는 단계를 더 포함하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  28. 삭제
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 복사선은 푸리에 회절 및 프레넬 회절 중 하나 또는 모두를 통해 산란되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  30. 제 2 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 특성은 진폭 및 위상 중 하나 또는 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터의 제공 방법.
  31. 제 1 항에서 청구된 방법을 컴퓨터가 수행하도록 만드는 프로그램 명령어를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  32. 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 프로그램이 로드될 때, 제 1 항에서 청구된 방법에 따라, 사용자 화면에 대상물의 영역의 이미지 및 상기 컴퓨터에 의해 결정되는 상기 이미지를 생성하기 위한 이미지 데이터를 시각화하는 절차를 상기 컴퓨터가 수행하도록 만드는 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품.
  33. 소정의 위치에 대상물을 배치하기 위한 배치 수단(locating means);
    상기 배치 수단에 의해 배치된 대상물에 입사 복사선을 제공하는 복사선 소스(radiation source);
    상기 대상물에 의해 산란된 복사선의 세기를 측정하기 위한 적어도 하나의 검출 장치(at least one detector device);
    상기 대상물에 대해 둘 이상의 위치들에서, 상기 대상물의 뒤쪽에 배치된, 입사 복사선 또는 조리개를 위치시키는 수단; 및
    반복적인 방법을 통해, 대역폭이 제한된 투과 함수 또는 조도 함수를 사용하여, 상기 둘 이상의 위치들에서, 산란된 복사선의 검출된 세기에 대응하는 이미지 데이터를 제공하기 위한 가공 수단(processing means)을 포함하는 대상물의 영역의 이미지를 생성하기 위한 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 입사 복사선 및 조리개는 둘 이상의 위치들에 배치되는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 조리개는 대역폭이 제한된 투과 함수를 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  36. 제 33 항에 있어서,
    상기 입사 복사선은 대역폭이 제한된 조도 함수를 제공하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 조도 함수를 결정하는 조도 프로파일을 만드는 렌즈 또는 광학 부품을 더 포함하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 가공 수단은
    마이크로 프로세서;
    데이터 및 상기 마이크로 프로세서를 위한 명령문을 저장하는 데이터 저장 장치;
    상기 입사 복사선, 상기 조리개 및 상기 배치된 대상물 중의 하나를 움직이기 위한 명령문을 제공하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  39. 제 33 항에 있어서,
    상기 가공 수단은 사용자가 데이터를 입력하는 것을 가능하게 하는 사용자 입력 장치 및 상기 이미지 데이터 또는 상기 이미지 데이터로부터 생성되는 고해상도 이미지를 시각화하기 위한 사용자 표시 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  40. 제 33 항에 있어서,
    상기 복사선 소스는 결맞음 복사선 소스(source of coherent radiation)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  41. 제 33 항에 있어서,
    상기 복사선 소스는 결안맞는 복사선 소스(source of incoherent radiation)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  42. 제 33 항에 있어서,
    상기 복사선 소스는 전자빔 생성기인 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  43. 제 33 항에 있어서,
    상기 복사선 소스는 엑스레이 빔 생성기인 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  44. 제 33 항에 있어서,
    상기 배치 수단은 압전 미세 엑튜에이터(Piezo electric micro actuator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 데이터를 제공하는 장치.
  45. 삭제
  46. 삭제
  47. 삭제
  48. 삭제
  49. 삭제
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
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