KR102140851B1 - 스펙트럼 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 다양한 실시예에 따르면, 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분이 차단되고, 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 조명의 다른 부분이 조명 경로를 따라 조사된다. 일부 실시예에서, 측정 능력을 향상시키기 위해 스펙트럼 제어 조명을 이용하여 광학 계측이 수행된다. 예를 들어, 상이한 반도체 층들과 같은 샘플의 상이한 부분들을 분석하는데 이용되는 조명의 스펙트럼 속성들은 상기 샘플의 분석된 부분들과 연관된 일정한 측정 특징들에 따라 선택될 수 있다.

Description

스펙트럼 제어 시스템{SPECTRAL CONTROL SYSTEM}
우선권
본 출원은 Amnon Manassen 등에 의해 2012년 12월 17에 출원된, 발명의 명칭이 “SPECTRUM FLEXIBILITY OF OPTICAL METROLOGY”인 미국 가출원 제61/738,322호 및 Amnon Manassen 등에 의해 2013년 4월 4일에 출원된, 발명의 명칭이 “SPECTRUM FLEXIBILITY OF OPTICAL METROLOGY”인 미국 가출원 제61/808,555호에 대한 우선권을 주장하는데, 이들 출원은 현재 계류 중이거나, 현재 계류 중인 출원(들)은 출원일의 이익이 부여되는 출원들이다. 전술된 가출원들은 그 전체가 참조로서 여기에 통합된다.
본 개시는 일반적으로 광학 시스템 분야에 관한 것으로서, 더 구체적으로 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하기 위한 광학 시스템에 관한 것이다.
최근의 프로세스 제어 타깃들은 소형 피처들을 위해 설계된 프로세스 개발 대상이다. 예를 들어, 광학 계측 타깃들이 상이한 광학 상수(optical contant)들을 갖는 더 얇은 층 및 물질로 제조되었다. 타깃 설계 및 그 밖의 팩터들에서의 개발들은 프로빙 빔(probing beam)들의 스펙트럼 내용에 대한 측정 민감도를 증가시킨다. 이에 따라, 스펙트럼 제어 조명(spectrally controlled illumination)은 측정에 대한 파장의 효과의 모니터링 및 제어를 가능하게 하기 위해 종종 채택된다.
일부 촬영 및 각도 스케터로메트리 시스템(imaging and angular scatterometry system)들에서는 필터들을 이용하여 스펙트럼 대역들이 선택된다. 그러나 적당한 정밀 *MAM 성능을 유지하기 위해 수십 나노 미터의 대역폭이 요구된다. 분광 스케터로미터는 조명 스펙트럼들의 검출을 위한 분광계를 종종 포함한다. 촬영 및 각도 스케터로메트리는 타깃당 가용 파장 구조들의 제한된 개수로 인해 측정 포텐셜(potential)을 한정하는 스펙트럼 구조들의 선택이 제한된다는 단점을 갖는다. 한정된 개수의 선택용 가용 각도 구조들로 인해 유사한 제한들이 분광 스케터로메트리에 적용된다. 당업계에는 스펙트럼 제어 시스템들에서의 구성 가능성(configurability)을 증가시킬 필요성이 있다.
일 양태에서, 본 개시는 스펙트럼 제어 시스템 및 관련 방법에 관한 것으로서, 여기서 스펙트럼 제어 시스템은 적어도 분산 경로(dispersion path), 스펙트럼 컨트롤러, 및 결합 경로(combination path)를 포함한다. 분산 경로를 따라 배치된 하나 이상의 분산 소자는 적어도 하나의 조명원으로부터 분산 경로를 따라 조사된 조명의 적어도 제1 부분을 수신하도록 구성된다. 분산 소자들은 조명의 제1 부분을 복수의 제1 분산 조명 부분들로 분산하도록 더 구성된다. 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러는 분산 경로로부터 복수의 제1 분산 조명 부분을 수신하도록 구성된다. 스펙트럼 컨트롤러는 복수의 제1 분산 조명 부분의 제외 선택을 차단하고, 결합 경로를 따라 복수의 제1 분산 조명 부분을 조사하도록 더 구성된다. 결합 경로를 따라 배치된 하나 이상의 결합 소자는 복수의 제1 분산 조명 부분들 중 전송 선택 부분을 조명 경로를 따라 조사된 실질 동축 조명으로 결합하도록 구성된다.
다른 양태에서, 본 개시는 스펙트럼 제어 시스템 및 관련 방법에 관한 것이며, 여기서 스펙트럼 제어 시스템은 복수의 스펙트럼 제어 경로 및 적어도 하나의 광학 스위치를 포함한다. 적어도 제1 광학 스위치는 선택된 스펙트럼 제어 경로를 따라 적어도 하나의 조명원으로부터 나오는 조명을 조사하도록 구성된다. 각각의 스펙트럼 제어 경로는 선택 스펙트럼 속성들에 따라 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 스펙트럼 제어 경로는 조명 스펙트럼들 중 제1 선택 스펙트럼을 필터링하고, 제2 스펙트럼 제어 경로는 조명 스펙트럼들의 제2 (상이한) 선택 스펙트럼을 필터링하도록 구성될 수 있다. 광학 스위치는 하나의 사전 구성 스펙트럼 제어 경로로부터 다른 사전 구성 스펙트럼 제어 경로로 전환함으로써 급속 스펙트럼 제어를 허용할 수 있다. 선택된 경로로부터의 스펙트럼 제어 조명은 조명 경로를 따라 조사된다. 일부 실시예에서, 시스템은 조명 경로에 따라 선택된 스펙트럼 제어 경로로부터 수신된 스펙트럼 제어 조명을 조사하기 위해 제1 광학 스위치와 병렬 작동하는 제2 광학 스위치를 더 포함한다.
다른 양태에서, 본 개시는 광학 계측 시스템 및 관련 방법에 관한 것이며, 여기서 광학 계측 시스템은 이전의 단락 중 적어도 하나에서 설명된 스펙트럼 제어 시스템 또는 이후에 더 설명될 스펙트럼 제어 시스템을 포함한다. 광학 계측 시스템은 적어도 하나의 조명원, 광학 측정 헤드, 적어도 하나의 검출기, 및 검출기와 통신 가능 결합되는 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템을 더 포함할 수 있다. 조명원은 스펙트럼 제어 시스템에 광학 경로를 따라 조명을 제공하도록 구성된다. 광학 측정 헤드는 스펙트럼 제어 시스템의 조명 경로로부터 수신된 (스펙트럼 제어) 조명의 적어도 일부를 이용하여 샘플 스테이지 위에 배치된 샘플을 조명하도록 구성된다. 검출기는 샘플로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성된다. 컴퓨팅 시스템은 샘플로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명에 기초하여 샘플의 적어도 하나의 공간 속성을 결정하도록 구성된다.
스펙트럼 제어 시스템은 광학 측정 헤드로 하여금 조명 스펙트럼들 중 제1 선택 스펙트럼을 포함하는 제1 조명 부분으로 샘플의 제1 부분을 조명하게 하고, 조명 스펙트럼들 중 제2 선택 스펙트럼을 포함하는 제2 조명 부분으로 샘플의 제2 부분을 조명하게 할 수 있다. 이로써, 일부 실시예에서 샘플의 상이한 층들은 향상된 측정 능력을 위한 선택된 스펙트럼 속성들을 갖는 조명을 이용하여 분석된다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 예시적이고 설명적인 것으로서 본 개시를 한정할 필요가 없다는 점이 이해될 것이다. 명세서의 일부에 통합되어 이를 구성하는 첨부 도면들은 본 개시의 주제를 예시한다. 이와 함께, 설명들 및 도면들은 본 개시의 권리들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시의 수많은 이점은 첨부 도면들을 참조함으로써 당업자에 의해 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1a는 본 개시의 실시예에 따른 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하기 위한 시스템을 예시한 블록도이다.
도 1b는 본 개시의 실시예에 따른 스펙트럼 제어 시스템을 예시한 블록도이며, 그 시스템의 분산 소자들이 광학 프리즘을 포함한다.
도 1c는 본 개시의 실시예에 따라 스펙트럼 제어 시스템의 스펙트럼 컨트롤러의 표면을 가로질러 분산되는 조명의 도면이다.
도 2a는 본 개시의 실시예에 따라 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하기 위한 다중 경로 시스템을 예시한 블록도이며, 그 시스템은 복수의 다이크로익 스플리터 및 선택된 스펙트럼 대역들의 다중 경로 분산을 위한 복수의 분산 소자들을 포함한다.
도 2b는 본 개시의 실시예에 따라 다중 경로 스펙트럼 제어 시스템의 스펙트럼 컨트롤러의 표면을 가로질러 분산되는 선택된 스펙트럼 대역들로부터의 조명의 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하기 위한 시스템을 예시한 블록도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 스펙트럼 제어 시스템을 포함하는 광학 계측 시스템을 예시한 블록도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하기 위한 방법을 예시한 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하기 위한 방법을 예시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 광학 계측을 수행하는 방법을 예시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들에 예시되어 있는, 개시된 주제를 상세히 참조한다.
도 1a 내지 도 7은 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하여 광학 계측 결과들을 개선하기 위한 시스템 및 방법을 일반적으로 예시한다. 본 개시의 다양한 양태들에 따르면, 스펙트럼 제어 시스템을 이용하여 특정 레벨의 콘스라스트, 성능 및 정확도를 달성하도록 스펙트럼 구조들이 선택 또는 구성될 수 있다. 각도 및 스펙트럼 스케터로메트리가 브랙 회절(Bragg diffraction)의 2개의 면이기 때문에, 성능 개선을 위해 각도 및 스펙트럼을 측정하고 제어하는 것이 유리하다. 분광 스케터로메트리 결과들은 수십 나노 미터 범위에서 감도가 달성될 수 있다는 점을 보여 주었다. 따라서, 스펙트럼들의 선택된 감지 부분들을 포함하는 스펙트럼 구조가 결과 개선을 초래할 것이다. 또한, 각도 스케터로메트리 측정들은 일측에 레이저 코히어런스 효과들이 없는 선택된 스펙트럼 구조 및 타측에 간단한 필터들을 이용할 때의 제한된 정밀 *MAM 페널티를 이용하여 행해진다. 분광 스케터로메트리에서, 스펙트럼 구조를 선택할 능력은 또한 미리 정해진 스펙트럼으로부터의 신호를 통합함으로써 간단한 검출기를 갖는 분광기의 대체를 가능하게 할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 하나 이상의 분산 소자들(104)과의 분산 경로 및 하나 이상의 결합 소자들(108)과의 결합 경로를 포함하는 스펙트럼 제어 시스템(100)의 실시예들을 예시한다. 시스템(100)은 레이저 구동 광원(laser driven light source, LDLS), 레이저 지속 플라즈마(laser sustained plasma, LSP), 또는 임의의 다른 광대역 조명기와 같은 적어도 하나의 조명원(102)에 의해 분산 경로를 따라 조사된 조명을 수신하도록 구성된다. 하나 이상의 분산 소자들(104)은 분산 경로를 따라 조사된 조명의 적어도 일부를 복수의 조명 분산 부분들로 분산하도록 구성된 (도 1b에 예시된) 회절 격자들 또는 프리즘들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 제1 분산 소자(104)는 제1 스펙트럼 대역 또는 범위에 의해 정의되는 제1 조명 부분을 분산하도록 구성될 수 있다.
이로 인한 조명 분산 부분들은 도 1c에 도시된 바와 같이 스펙트럼 연속체(spectral continuum)로서 나타날 수 있다. 분산된 조명 부분들이 분산 경로로부터 미러 어레이(예를 들어, DLP 마이크로미러 어레이), 복수의 액티브 셔터, 복수의 선택 가능 필터들 또는 마스크들, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 공간 광 변조기(spatial light modulator, SLM)와 같은 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러(106)로 조사된다. 스펙트럼 컨트롤러(106)는 분산된 조명 부분들의 선택을 차단 또는 중단하도록 구성될 수 있는데, 이로써 대응하는 조명 스펙트럼들을 배제한다. 스펙트럼 컨트롤러(106)는 결합 경로를 따라 분산된 조명의 나머지 부분들을 전송 또는 조사하도록 더 구성될 수 있다. 하나 이상의 결합 소자(108)는 전송된 분산 조명 선택부를 실질 동축(즉, 미분산(undispersed)) 조명으로 재결합하도록 구성된 제2 회절 격자 또는 프리즘 세트를 포함할 수 있다. 그 다음, 재결합된 스펙트럼 제어 조명은 각도 또는 분광 스케터로메트리 계측 시스템과 같은 광학 계측 시스템의 광학 측정 헤드와 같은 광원으로 조명 경로를 따라 조사될 수 있다.
여기에 설명된 다양한 광학 “경로들”은 포커싱 렌즈들, 커플링 렌즈들, 편광기, 빔 스플리터들/컴바이너들, 광 섬유들, 분산 소자들, 결합 소자들 등 중 하나 이상과 같은 복수의 광학 소자들에 의해 기술될 수 있다. 예를 들어, 도 1a 및 도 1b에 예시된 바와 같이, 조명 경로는 선택된 출력 소스에 대한 전달을 위한 광 섬유(110)(예를 들어, A500 스퀘어-코어 섬유)에게 스펙트럼 제어 조명을 조사하도록 구성된 커플링 렌즈를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 광학 계측 시스템의 광학 측정 헤드는 광 섬유(110)의 출력단을 포함할 수 있거나, 광 섬유(110)의 출력단으로부터 스펙트럼 제어 조명을 수신하도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 스펙트럼 컨트롤러(106)는 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템을 포함하거나, 이에 의해 구동될 수 있다. 또한, 본 개시 전체에 걸쳐 설명된 다양한 단계들 및 기능들이 단일 컴퓨팅 시스템 또는 다중 컴퓨팅 시스템들에 의해 실시될 수 있다는 점이 인식되어야 한다. 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨팅 시스템들은, 이로 제한되는 것은 아니지만, 개인용 컴퓨터 시스템, 메인프레임 컴퓨팅 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 일반적으로, “컴퓨팅 시스템”이라는 용어는 통신 가능하게 결합된 캐리어 매체로부터 프로그램 명령들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 싱글-코어 또는 멀티-코어 프로세서라고 지칭할 수 있다.
또한, 스펙트럼 컨트롤러(106)는 미러 어레이를 구성하거나, 액티브 셔터들을 여닫거나, 필터 휠(filter wheel)을 회전시켜서 적절한 스펙트럼 필터를 선택하거나, 임의의 다른 스펙트럼 프로그래밍/제어 활동을 수행하도록 구성된 컴퓨팅 시스템에 의해 구동된 하나 이상의 액추에이터들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 스펙트럼 컨트롤러(106)는 특정된 어레이 소자들을 활성화하거나 활성 해제함으로써 스펙트럼 구조들의 구성 또는 미리 정해진 스펙트럼 구조들의 선택을 가능하게 하는 DLP 마이크로 미러 어레이(예를 들어, TEXAS INSTRUMENTS DLP5500)를 포함한다. 스펙트럼 컨트롤러(106)의 프로그램 가능 특성은 미리 정해지고/거나 커스터마이징된 구성들에 의해 정의되는 증가된 개수의 스펙트럼 구조들에 대한 액세스를 가능하게 한다. 예를 들어, 스펙트럼 구성들이 저장 매체로부터 로딩될 수 있고/거나, 사용자 입력에 따라 결정되거나 시스템, 디바이스, 또는 샘플 파라미터들에 따라 지정될 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 멀티 서브-분산 경로들 및 서브-결합 경로들을 포함하여 광범위한 조명 스펙트럼들을 가능하게 하는 스펙트럼 제어 시스템(200)의 실시예를 예시한다. 조명원(202)에 의해 분산 경로를 따라 전달되는 광대역 조명은 선택된 개수의 부분들로 분열될 수 있으며, 각각의 부분은 각각의 스펙트럼 대역 내에 있다. 그 후, 각 부분은 조명 스펙트럼들의 고해상도 제어를 위한 (도 2b에 도시된 바와 같은) 복수의 스펙트럼 연속체를 형성하는 복수의 분산 부분들로 분산될 수 있다. 예를 들어, 단일 라인 분산 경로를 이용하여 성취 가능한 해상도의 6배를 위해, 6개의 각각의 분산 소자(206)를 초래하는 6개의 서브 분산 경로들 사이로 조명이 분열될 수 있다. 전술된 예시는 멀티 경로 분산을 이용하여 성취 가능한 스펙트럼 제어의 해상도 증가를 예시한다. 그러나 서브 경로의 개수가 임의적이고, 여기에 제공된 예시들에 의해 어떠한 제한이 의도되지 않는다는 점에 주목한다.
일부 실시예에서, 분산 경로는 조명원(202)으로부터 분산 경로를 따라 조사된 조명을 수신하도록 구성된 복수의 제1 다이크로익 스플리터(204)를 포함할 수 있다. 다이크로익 스플리터들(204)은 각각의 분산 소자들(206)을 초래하는 서브 분산 경로들에 따라 지정된 스펙트럼 대역들 또는 범위들 내의 조명 부분들을 조사하도록 더 구성될 수 있다. 예를 들어, 다이크로익 스플리터들(206)은 조명원(202)으로부터 수신된 조명을 300 내지 900nm의 범위 내의 복수의 대역들로 분할하도록 구성될 수 있다. 분산 경로는 분산된 조명 부분들을 각각의 서브 분산 경로로부터 공통 경로를 따라 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러(210)에 조사하도록 구성된 복수의 제2 다이크로익 스플리터(208)를 더 포함할 수 있다.
도 2b는 스펙트럼 컨트롤러(210)의 표면에 조사된 각각의 서브 경로로부터의 분산된 조명 부분들을 예시한다. 조명을 각각의 스펙트럼 대역들 내의 복수의 부분들로 분할하고, 그 다음 각각의 부분을 확산된 스펙트럼 연속체로 분산시킴으로써, 스펙트럼 컨트롤러(210)는 복수의 스펙트럼 대역 각각 내에서 선택된 부분들을 배제하게 될 수 있다. 조명이 스펙트럼 컨트롤러(210)의 더 큰 표면(예를 들어, 표면 영역의 6배)에 대해 확산되기 때문에, 스펙트럼 컨트롤러(210)는 조명 스펙트럼들에 영향을 미치기 위해 활성화/비활성화될 수 있는 증가된 개수의 어레이 소자들로 인한 개선된 해상도를 갖는 조명 스펙트럼들의 배제/전송 선택을 제어하게 된다. 단일의 공간 광 변조기에서 조사되는 다수의 스트립으로 조명을 분리시킴으로써 과도한 비용 및 시스템 복잡성 없이 높은 해상도는 달성될 수 있다. 게다가, 공통 조명 경로를 따라 스펙트럼 제어 조명을 재결합하는 것은 조명원(202)의 스펙트럼 밝기를 보존한다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 결합 경로는 분산 경로를 미러링하는 소자들의 리버스 구성(reversed configuration)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 결합 경로는 각각의 결합 소자들(214)을 초래하는 복수의 서브-결합 경로를 따라 스펙트럼 컨트롤러(210)로부터 전송된 분산 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제1 다이크로익 컴바이너(212)를 포함할 수 있다. 결합 경로는 각각의 결합 소자(214)(즉, 각각의 서브 결합 경로)로부터 수신된 실질 동축(비분산) 조명을 공통 조명 경로에 조사하도록 구성된 복수의 제2 다이크로익 컴바이너(216)를 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 경로는 스펙트럼 제어 조명의 강도 레벨을 제어하도록 구성된 하나 이상의 중성 밀도 필터(neutral density filter; 218)를 더 포함할 수 있다. 전술된 바와 같이, 조명 경로는 스펙트럼 제어 조명의 적어도 일부를 광학 측정 헤드 또는 다른 출력 소스에게 전달하도록 구성된 광학 필터(220)와 같은 임의의 개수의 광학 소자들에 의해 기술될 수 있다.
“다이크로익 스플리터” 및 “다이크로익 컴바이너”가 조명 분열 또는 결합 기능성을 언급하기 위해 상호 교환적으로 이용될 수 있다는 점에 주목한다. 그러나, “다이크로익 스플리터”라는 용어는 분산 경로를 따라 배치된 다이크로익 스플리터/컴바이너를 지칭하기 위해 일반적으로 여기에 사용되고, “다이크로익 컴바이너”라는 용어는 결합 경로를 따라 배치된 다이크로익 스플리터/컴바이너를 지칭하기 위해 일반적으로 사용된다. 따라서, 각각의 용어의 사용은 임의의 방식으로 개시를 한정하도록 이해되지 않아야 한다.
도 3은 다수의 스펙트럼 제어 경로들을 포함하는 스펙트럼 제어 시스템(300)의 실시예를 예시하는데, 제어 경로의 선택은 출력 조명의 스펙트럼 속성들을 결정한다. 시스템(300)은 전술된 소스들(202 또는 102)과 같은 적어도 하나의 조명원(302)을 포함할 수 있다. 조명원(302)은 광학 스위치(304A)로 하나 이상의 광학 소자 또는 자유 공간에 의해 정의된 스위칭 경로를 따라 조명을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 스위치(304A)는 미러에 결합된 엑추에이터(예를 들어, 모터 또는 서보), 갈바노미터(a galvanometer, "galvo") 미러, 또는 갈보 스캐너와 같은 스위칭 미러 어셈블리를 포함한다. 광학 스위치(304A)는 선택된 스펙트럼 제어 경로를 따라 조명원(302)으로부터 수신된 조명의 적어도 일부를 조사하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 스펙트럼 제어 경로 및 제2 스펙트럼 제어 경로가 도 3의 광학 스위치(304A) 후에 예시된다. 그러나 임의의 개수(즉, 2 이상)의 스펙트럼 제어 경로들이 여기에 설명된 아키텍처로부터의 실질적 편차 없이 채택될 수 있다는 점에 주목한다.
일부 실시예에서, 시스템(300)은 스펙트럼 제어 경로들을 정의하는 폴드 미러들(fold mirror; 306A 내지 306D) 또는 다른 광학 소자들을 포함하여 서로에 대해 하나의 스펙트럼 제어 경로의 배치에서의 유연성을 허용함으로써 전반적인 시스템 풋프린트(footprint)를 감소시킨다. 예를 들어, 광학 스위치(304A)는 폴드 미러들(306A 및 306C)에 의해 정의된 제1 스펙트럼 제어 경로 또는 폴드 미러들(306B 및 306D)에 의해 정의된 제2 스펙트럼 제어 경로 중 선택된 하나에 따라 조명을 조사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(300)은 제1 광학 스위치(304A)와 병렬 동작하는 제2 광학 스위치(304B)를 더 포함한다. 제2 광학 스위치(304B)는 선택된 스펙트럼 제어 경로로부터 스펙트럼 제어 조명을 수신하도록 구성될 수 있고, 조명 경로를 따라 스펙트럼 제어 조명을 조사하도록 더 구성될 수 있다. 그 밖의 광학 스위칭 배열들은 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않는 한 채택될 수 있다. 예를 들어, 단일 광학 스위치(304)는 선택된 스펙트럼 제어 경로를 따라 조명원(302)으로부터의 조명을 조사하도록 구성될 수 있으며, 여기서 출력 스펙트럼 제어 조명은 프리즘들, 렌즈들, 광 섬유 등의 임의의 조합과 같이 당업계에 공지된 광학 소자들의 배열에 의해 조명 경로를 따라 조사된다.
각각의 스펙트럼 제어 경로는 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 조명의 일부를 차단하도록 구성된 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러(308)를 포함할 수 있다. 각각의 스펙트럼 컨트롤러(308)는 직접적이거나, 각각의 스펙트럼 제어 경로의 나머지를 정의하는 광학 소자들을 통해, 조명 경로를 따라 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 조명의 일부를 조사하도록 더 구성될 수 있다. 스펙트럼 컨트롤러들(308)은 복수의 선택 가능 필터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 스펙트럼 컨트롤러(308)는 복수의 소정 필터를 지원하는 컬러 휠 또는 다른 작동 가능 구조를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 스펙트럼 제어 경로 내의 또는 외부의 작동에 의해 선택되거나 선택 해제된다. 또는, 각각의 스펙트럼 컨트롤러(308)는 수신 슬롯(receiving slot) 내의 수동 배치에 의해 선택된 복수의 필터 중 하나를 포함할 수 있다.
광학 스위치(304)는 제1 스펙트럼 컨트롤러(308A)에 따라 구성된 제1 경로 및 제2 스펙트럼 컨트롤러(308B)에 따라 구성된 제2 경로와 같은, 복수의 사전 구성된 스펙트럼 제어 경로 사이의 급속한 스위칭을 가능하게 할 수 있다. 또한, 하나의 스펙트럼 제어 경로가 선택되면, 다른 스펙트럼 제어 경로 또는 경로들이 재구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 스펙트럼 컨트롤러(308A)가 활성 중인 동안 제2 스펙트럼 컨트롤러(308B)가 재구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스펙트럼 제어의 추가된 유연성 및 증가된 스위칭 능력의 경우, 각각의 스펙트럼 컨트롤러(308)는 전술된 시스템(100) 또는 시스템(200)과 같은 매우 구성 가능한 서브 스펙트럼 제어 시스템을 포함할 수 있다.
시스템(300)은 출력 스펙트럼 제어 조명의 강도를 제어하도록 구성된 하나 이상의 중성 밀도 필터(310)를 더 포함할 수 있다. 중성 밀도 필터(310)는 조명 경로를 따라 배치될 수 있거나, 각각의 중성 밀도 필터들(310A 및 310B)은 각각의 스펙트럼 제어 경로에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(300)은 커플링 렌즈에 의해 피딩될 수 있는 광학 필터(312)(예를 들어, 멀티-모드 광 섬유)와 같은 조명 경로를 정의하는 하나 이상의 광학 소자들을 더 포함한다.
시스템들(100 및 200)뿐 아니라 시스템(300)의 경우, 출력된 스펙트럼 제어 조명은 광학 계측, 검사, 또는 분석 시스템을 위한 광학 측정 헤드로 피딩될 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 측정 헤드는 출력된 스펙트럼 제어 조명의 적어도 일부를 전달하는 (또한, 광 섬유들(110 또는 220)에 적용 가능한) 광 섬유(312)의 출력단을 더 포함하거나 이와 통합될 수 있다.
도 4는 반도체 웨이퍼 또는 마스크와 같은 적어도 하나의 샘플(402)의 결함 특징들 또는 공간적 속성들을 결정하도록 구성된, 각도 또는 분광 스케터로메트리 시스템과 같은 광학 계측 시스템(400)을 예시한다. 광학 계측 시스템들은 널리 공지되어 있다. 다음의 설명은 일 실시예를 예시하는데, 그러나 당업자는 여기에 설명된 개념들이 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 광학 계측 또는 검사 시스템들의 대체 실시예들에 연장될 수 있다는 점을 인식한다.
일 실시예에서, 시스템(400)은 샘플(402)을 지원하도록 구성된 스테이지(404)를 포함할 수 있다. 스테이지(404)는 스테이지(404)를 변환 또는 회전하도록 구성된 적어도 하나의 액추에이터를 포함하거나 이에 결합될 수 있다. 따라서, 스테이지(404)는 조명 경로를 따라 샘플의 표면의 선택 영역에 전달된 조명을 수신하기 위한 선택 위치에서 샘플(402)을 지원하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(400)은 샘플(402)의 표면에 따라 조명을 스캐닝하도록 더 구성된다.
시스템(400)은 전술된 시스템(100), 시스템(200), 또는 시스템(300)과 같은 스펙트럼 제어 시스템(408)으로 피딩되는 적어도 하나의 조명원(406)을 포함할 수 있다. 스펙트럼 제어 시스템(408)은 시스템(400)의 광학 측정 헤드(412)에 광 섬유(410)를 통한 섬유 커플링 또는 자유 공간 커플링을 통해 조명을 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에 대해 전술된 바와 같이, 광학 측정 헤드(412)는 광 섬유(410)의 출력단을 더 포함하거나 이와 통합될 수 있다. 광학 측정 헤드(412)는 조명 경로를 따라 스펙트럼 제어 조명의 적어도 일부를 제공하여 샘플(402)의 표면을 조명하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 스펙트럼 제어 시스템(408)에 따른 광학 측정 헤드(412)는 상이한 스펙트럼 속성들을 갖는 조명 부분들로 샘플(402)의 상이한 부분들(예를 들어, 반도체 디바이스 층들)을 조명하도록 구성된다. 예를 들어, 광학 측정 헤드(412)는 제1 스펙트럼 선택을 포함하는 조명으로 샘플(402)의 제1 부분(예를 들어, 프로세스 층)을 조명하고, 제2 스펙트럼 선택을 포함하는 조명으로 샘플(402)의 제2 부분(예를 들어, 레지스트 층)을 조명하도록 구성될 수 있다. 샘플 또는 샘플의 상이한 층을 조명하도록 이용되는 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼은 다양한 샘플, 층, 및/또는 측정 특징들에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼은 오버레이 민감도(overlay sensitivity) 또는 소정 또는 예측된 레벨의 정확도에 따라 선택 또는 제어될 수 있다. 일부 실시예에서, 상이한 측정 방안들이 시간이 지나면서 시험된다. 이와 같이, 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼은 적어도 하나의 이전의 측정에 기초할 수 있다.
이로 제한되는 것은 아니지만, 빔 스플리터(414) 및 대물렌즈(416)를 포함하는 조명 광학들은 조명 경로를 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(414)는 샘플 표면으로 대물렌즈(416)를 통해 조명의 적어도 일부를 조사하도록 구성될 수 있다. 샘플(402)에 의해 산란, 반사, 또는 방사되는 조명은 분광기, 카메라, 또는 임의의 다른 광 검출기와 같은 적어도 하나의 검출기(418)에 집광 광학장치에 의해 기술된 집광 경로를 따라 조사된다. 시스템은 검출기(418)에 통신 가능하게 결합된 컴퓨팅 시스템(420)을 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(420)은 적어도 하나의 캐리어 매체(422)로부터 실행되는 프로그램 명령어들(424)에 내장된 계측 또는 검출 알고리즘에 따라 검출된 조명에 기초하여 샘플 또는 결함 정보의 샘플의 적어도 하나의 공간 속성을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(420)은 스펙트럼 제어 시스템(408)을 구동하도록 더 구성된다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(420)은 스펙트럼 컨트롤러, 광학 스위치 등과 같은 스펙트럼 제어 시스템(408)의 컴포넌트들을 구동하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(400)은 분광 스케터로메트리를 위해 구성되는데, 여기서 검출기(418)는 미리 정해진 제어 조명 스펙트럼에 따라 수신된 신호를 통합하기 위해 구성된 간단한 검출기를 포함한다. 일부 실시예에서, 시스템(400)은 결합 각도 및 분광 스케터로메트리를 위해 구성되는데, 여기서 검출기들(418)은 스펙트럼 및 퓨필 위치에 대한 그 의존성을 분석하기 위한 시스템(400)의 퓨필에 탑재된 입력들을 갖는 섬유 분광기 세트를 포함한다. 일부 실시예에서, 시스템(400)은 결합 각도 및 분광 스케터로메트리를 위해 구성되는데, 여기서 퓨필에 탑재된 입력들을 갖는 복수의 섬유 결합 검출기(418)는 미리 정해진 제어 스펙트럼 범위에 대해 스캔하도록 구성된다. 전술된 실시예들은 여기에 설명된 향상된 스펙트럼 제어로부터 초래되는 측정 개선 및 증가된 시스템 능력을 예시한다.
도 5는 시스템(100) 및/또는 시스템(200)에 따라 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하는 방법(500)을 예시한다. 이와 같이, 방법(500)은 전술된 기능들 중 어느 하나를 실행하거나 다음의 단계들뿐 아니라 전술된 피처들 중 어느 하나를 구현하기 위한 단계들을 포함한다. 그러나 방법(500)의 하나 이상의 단계가 전술된 시스템들(100 및 200)의 실시예들을 넘어선 시스템들 또는 구성을 통해 실행될 수 있다는 점에 주목한다. 방법(500)은 다음의 단계들을 실시하도록 구성된 임의의 시스템 또는 디바이스를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.
단계들(502 및 504)에서, 분산 경로를 따라 조사되는 조명은 하나 이상의 분산 소자에 의해 분산되고, 스펙트럼 컨트롤러에게 더 조사된다. 일부 실시예에서, 분산 경로는 스펙트럼 범위들의 선택 중에 조명을 구동하기 위해 구성된 복수의 제1 스플리터/컴바이너를 포함하는데, 각각의 부분은 각각의 분산 소자로 서브 분산 경로를 따라 조사된다. 분산 경로는 복수의 분산 소자들로부터 분산된 조명 부분들을 수신하도록 구성된 복수의 제2 스플리터/컴바이너를 더 포함할 수 있다. 분산된 조명 부분들은 복수의 제2 스플리터/컴바이너로부터 스펙트럼 컨트롤러에 조사될 수 있는데, 이로써 분산된 부분의 각각의 선택이 전달되어 도 1c(단일 경로) 및 도 2b(다중 경로)에 예시된 바와 같이 스펙트럼 컨트롤러의 표면을 통해 스펙트럼 연속체를 형성한다.
단계(506 및 508)에서, 선택된 분산 조명 부분들이 결합 경로를 따라 전송되는 것을 차단함으로써 조명 스펙트럼이 제어된다. 일부 실시예에서, 스펙트럼 컨트롤러는 어레이 요소들을 활성/비활성하거나, 액티브 셔터들을 개폐함으로써 선택 부분들을 배제한다. 따라서, 스펙트럼 분산 조명의 선택 부분만이, 이에 따른 조명 스펙트럼들의 선택 부분만이 결합 경로를 따라 전송된다.
단계(510)에서, 분산 조명의 전송 부분들은 하나 이상의 결합 소자들을 이용하여 실질적 동축 또는 비분산 조명으로 재결합된다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 결합 소자들은 구조에서의 분산 소자들과 유사할 수 있지만, 전송된 조명 부분들에 대한 분산 소자들의 동작을 기능적으로 리버싱하기 위해 배열될 수 있다. 단계(512)에서, 비분산(스펙트럼 제어) 조명은 조명 경로를 따라 조사된다. 예를 들어, 스펙트럼 제어 조명은 광학 측정 헤드에 결합된 광 섬유로 조명의 적어도 일부를 피딩하는 커플링 렌즈를 통해 조사될 수 있다.
도 6은 시스템(300)에 따라 조명의 스펙트럼 속성들을 제어하는 방법(600)을 예시한다. 이와 같이, 방법(600)은 전술된 기능들 중 어느 하나를 실행하거나 다음의 단계들뿐 아니라 전술된 피처들 중 어느 하나를 구현하기 위한 단계들을 포함한다. 그러나 방법(600)의 하나 이상의 단계가 전술된 시스템(300)의 실시예들을 넘어선 시스템들 또는 구성을 통해 실행될 수 있다는 점에 주목한다. 방법(600)은 다음의 단계들을 실시하도록 구성된 임의의 시스템 또는 디바이스를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.
단계(602)에서, 조명원(302)으로부터 나오는 조명의 적어도 일부는 적어도 하나의 광 스위치(304)를 통해 복수의 스펙트럼 경로의 선택 경로를 따라 조사된다. 일부 실시예에서, 제1 광학 스위치(304A)는 제2 광학 스위치(304B)와 병렬로 동작한다. 예를 들어, 제1 광학 스위치(304A)는 선택 스펙트럼 제어 경로를 따라 조명을 조사할 수 있고, 제2 광학 스위치(304B)는 조명 경로를 따라 선택 스펙트럼 제어 경로로부터 수신된 스펙트럼 제어 조명을 조사할 수 있다.
단계(604)에서, 선택 스펙트럼 제어 경로 내에 배치된 스펙트럼 컨트롤러(308)가 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 제1 조명 부분을 차단한다. 단계(606)에서, 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 제2 조명 부분은 (예를 들어, 제2 광학 스위치(304B)를 통해) 직간접적으로 조명 경로를 따라 스펙트럼 컨트롤러(308)로부터 조사된다. 또한, 스펙트럼 제어 조명의 강도 레벨은 각각의 스펙트럼 제어 경로 내에 배치되거나 조명 경로 내에 배치된 하나 이상의 중성 밀도 필터를 통해 조정될 수 있다. 일부 실시예에서, 스펙트럼 제어 조명은 전술된 바와 같이, 광학 측정 헤드 또는 다른 출력 소스로 피딩되는 광 섬유에 따라 더 조사된다.
도 7은 시스템(400)에 따라 스펙트럼 제어 조명을 이용하는 광학 계측을 수행하는 방법(700)을 예시한다. 이와 같이, 방법(700)은 전술된 기능들 중 어느 하나를 실행하거나 다음의 단계들뿐 아니라 전술된 피처들 중 어느 하나를 구현하기 위한 단계들을 포함한다. 그러나 방법(700)의 하나 이상의 단계가 전술된 시스템(400)의 실시예들을 넘어선 시스템들 또는 구성을 통해 실행될 수 있다는 점에 주목한다. 방법(700)은 다음의 단계들을 실시하도록 구성된 임의의 시스템 또는 디바이스를 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.
단계(702)에서, 조명원(406)으로부터 나오는 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성은 스펙트럼 제어 시스템(408)을 통해 제어된다. 예를 들어, 스펙트럼 제어 시스템(408)은 광학 측정 헤드(412)에 조명 경로를 따라(예를 들어, 광 섬유(410)를 통해), 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 스펙트럼 제어 조명을 제공하기 위한 방법(500) 또는 방법(600)의 단계들을 실행할 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 스펙트럼들(즉, 조명의 스펙트럼 속성들)의 전송 선택은 오버레이 민감도, 측정 정확도, 및/또는 다양한 샘플 특성들에 따라 선택된다. 일부 실시예에서, 선택된 스펙트럼 속성들은 하나 이상의 이전 측정들에 기초한다. 예를 들어, 최적 또는 거의 최적의 스펙트럼 구성을 선택하기 위해 상이한 측정 방안들이 시간이 지나면서 시험될 수 있다.
반도체 웨이퍼, 마스크, 또는 패턴화된 타깃 구조체와 같은 계측 샘플(402)의 다양한 부분들(402)은 조명 스펙트럼에 상이하게 반응할 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(예를 들어, 프로세스 층) 및 제2 부분(예를 들어, 레지스트 층)은 조명 스펙트럼의 일정 부분들에 더 민감하거나 덜 민감할 수 있다. 상이한 스펙트럼 구성을 이용하여 샘플(402)의 각각의 부분을 분석하는 것이 유리할 수 있다. 이와 같이, 일부 실시예들은 제1 조명 스펙트럼 선택을 포함하는 조명을 이용하여 샘플(402)의 제1 부분 및 제2 조명 스펙트럼 선택을 포함하는 조명을 이용하여 샘플(402)의 제2 부분을 조명하는 단계들(704 및 706)을 포함할 수 있다.
단계(708 및 710)에서, 샘플(402)로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명은 검출되고, 샘플(402)의 적어도 하나의 공간 속성은 검출 조명과 연관된 정보(예를 들어, 강도, 파형, 극성, 스펙트럼 내용, 영상 내용)를 이용하여 결정된다. 일부 실시예에서, 단계들(708 및 710)은 상이한 조명 스펙트럼을 이용하여 분석된 샘플(402)의 부분(예를 들어, 디바이스 층)마다 반복된다. 따라서, 상이한 샘플들(402) 또는 동일한 샘플(402)의 상이한 부분들은 개별 선택된 조명 스펙트럼을 포함하는 조명으로 각 샘플(402) 또는 샘플 부분을 조명함으로써 개선된 감도로 분석될 수 있다.
당업자는 여기에 설명된 프로세스들 및/또는 시스템들 및/또는 다른 기술들이 초래될 수 있는 다양한 전달 수단(예를 들어, 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어)이 존재하고, 바람직한 전달 수단이 전개되는 문맥에 따라 달라질 것이라는 점을 더 이해할 것이다. 여기에 설명된 바와 같은 방법들을 구현하는 프로그램 명령어들이 캐리어 매체를 통해 전송되거나 이에 저장될 수 있다. 캐리어 매체는 와이어, 케이블, 또는 무선 전송 링크와 같은 전송 매체를 포함할 수 있다. 캐리어 매체는 또한 리드-온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 또는 자기 테이프와 같은 저장 매체를 포함할 수 있다.
여기에 설명된 방법들의 전부는 저장 매체에서 방법 실시예들의 하나 이상의 단계의 결과들을 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 그 결과들은 여기에 설명된 결과들 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 당업계에 알려진 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 여기에 개시된 임의의 저장 매체 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과들이 저장된 이후, 결과들은 저장 매체에서 액세스되어 여기에 설명된 방법 또는 시스템 실시예들 중 어느 하나에 의해 사용되고, 사용자에게 디스플레이하기 위해 포맷화되고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 게다가, 결과들은 “영구적”, “반영구적”, “일시적” 또는 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장 매체는 랜덤 메모리(RAM)일 수 있고, 그 결과들은 저장 매체에 반드시 무기한 지속되지 않을 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들이 예시되었음에도 불구하고, 본 발명의 다양한 변형예 및 실시예는 전술된 개시의 범위 및 사상에서 벗어나지 않는 한 당업자에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하 첨부된 청구항들에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (38)

  1. 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 시스템으로서,
    적어도 하나의 조명원으로부터 나오는 조명을 수신하도록 구성되고, 또한 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로를 따라 상기 조명을 조사하도록 구성된 광학 스위치;
    분산 경로를 따라 배치되고, 적어도 하나의 조명원으로부터 상기 분산 경로를 따라 조사되는(directed) 적어도 제1 조명 부분을 수신하도록 구성되고, 또한 상기 제1 조명 부분을 복수의 제1 분산 조명 부분으로 분산하도록 구성되고, 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각에 따라 배치된 하나 이상의 분산 소자;
    상기 분산 경로로부터 상기 복수의 제1 분산 조명 부분을 수신하도록 구성되고, 또한 상기 복수의 제1 분산 조명 부분 중 배제 선택 부분을 차단하도록 구성되고, 또한 결합 경로를 따라 상기 복수의 제1 분산 조명 부분 중 전송 선택 부분을 조사하도록 구성되고, 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각에 따라 배치된 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러; 및
    상기 결합 경로를 따라 배치되고, 상기 복수의 제1 분산 조명 부분 중 전송 선택 부분을 조명 경로를 따라 조사되는 실질 동축 조명(substantially coaxial illumination)으로 결합하도록 구성되고, 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각에 따라 배치된 하나 이상의 결합 소자를 포함하는 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 분산 소자는 하나 이상의 회절 격자를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 결합 소자는 하나 이상의 회절 격자를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 분산 소자는 하나 이상의 프리즘을 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 결합 소자는 하나 이상의 프리즘을 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러는 마이크로 미러 어레이를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러는 복수의 액티브 셔터를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러는 복수의 선택 가능 필터를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 분산 소자에 각각의 경로들을 따라 상기 적어도 하나의 조명원으로부터의 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제1 다이크로익 스플리터(dichroic splitter);
    상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러에 상기 복수의 분산 소자로부터의 분산 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제2 다이크로익 스플리터;
    복수의 결합 소자에 각각의 경로를 따라 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러로부터의 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제1 다이크로익 컴바이너(dichroic combiner); 및
    상기 조명 경로를 따라 상기 복수의 결합 소자로부터의 결합 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제2 다이크로익 컴바이너를 더 포함하는 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 조사되는 상기 실질 동축 조명의 강도 레벨을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 중성 밀도 필터(neutral density filter)를 더 포함하는 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 조명 경로는, 광학 계측 시스템의 광학 측정 헤드에 상기 실질 동축 조명을 조사하도록 구성된 적어도 하나의 광 섬유를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  12. 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 시스템으로서,
    적어도 하나의 조명원으로부터 나오는 조명을 수신하도록 구성되고, 또한 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로를 따라 상기 조명을 조사하도록 구성된 광학 스위치; 및
    적어도 하나가 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각에 따라 배치되고, 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 차단하도록 구성되고, 또한 조명 경로를 따라 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 조사하도록 구성되는 복수의 스펙트럼 컨트롤러를 포함하는 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 조사되는 상기 조명의 강도 레벨을 제어하도록 구성되는 하나 이상의 중성 밀도 필터를 더 포함하는 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 스펙트럼 제어 경로 각각은, 각각의 중성 밀도 필터를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 광학 스위치는 적어도 하나의 미러 어셈블리를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 적어도 하나의 미러 어셈블리는 갈바노미터 미러(galvanometer mirror)를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  17. 제12항에 있어서, 상기 복수의 스펙트럼 컨트롤러 각각은 복수의 선택 가능 필터를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복수의 스펙트럼 컨트롤러 각각은, 상기 복수의 선택 가능 필터를 지원하는 적어도 하나의 필터 휠(filter wheel)을 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  19. 제12항에 있어서, 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로로부터 조명을 수신하도록 구성되고, 또한 상기 조명 경로를 따라 상기 조명을 조사하도록 구성된 제2 광학 스위치를 더 포함하는 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  20. 제12항에 있어서, 상기 조명 경로는, 광학 계측 시스템의 광학 측정 헤드에 조명의 적어도 일부를 조사하도록 구성된 적어도 하나의 광 섬유를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  21. 제12항에 있어서, 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로는, 제1 스펙트럼 제어 경로 및 제2 스펙트럼 제어 경로를 포함하는 것인 스펙트럼 속성 제어 시스템.
  22. 광학 계측 시스템으로서,
    적어도 하나의 조명원;
    광학 스위치 및 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러를 포함하는 스펙트럼 제어 시스템으로서, 상기 광학 스위치는 적어도 하나의 조명원으로부터 나오는 조명을 수신하도록 구성되고, 또한 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로를 따라 상기 조명을 조사하도록 구성되고, 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러는 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각에 따라 배치되고, 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 차단하도록 구성되고, 또한 조명 경로를 따라 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 조사하도록 구성되는, 상기 스펙트럼 제어 시스템;
    상기 조명 경로로부터 수신된 조명의 적어도 일부를 이용하여 샘플 스테이지 위에 배치된 샘플을 조명하도록 구성되고, 조명 스펙트럼들 중 제1 선택 스펙트럼을 포함하는 제1 조명 부분을 이용하여 상기 샘플의 적어도 제1 부분을 조명하고, 조명 스펙트럼들 중 제2 선택 스펙트럼을 포함하는 제2 조명 부분을 이용하여 상기 샘플의 적어도 제2 부분을 조명하도록 구성된 광학 측정 헤드;
    상기 샘플로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성된 적어도 하나의 검출기; 및
    상기 적어도 하나의 검출기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 샘플로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명에 기초하여 상기 샘플의 적어도 하나의 공간 속성을 결정하도록 구성된 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템을 포함하는 광학 계측 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 샘플의 제1 부분은 프로세스 층을 포함하고,
    상기 샘플의 제2 부분은 레지스트 층을 포함하는 것인 광학 계측 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼은 오버레이 민감도(overlay sensitivity) 및 측정 정확도 중 적어도 하나에 기초하는 것인 광학 계측 시스템.
  25. 제22항에 있어서, 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼은, 적어도 하나의 이전 측정에 기초하는 것인 광학 계측 시스템.
  26. 제22항에 있어서, 상기 스펙트럼 제어 시스템은,
    상기 적어도 하나의 조명원으로부터 나오는 조명을 수신하고, 또한 복수의 분산 경로들을 따라 상기 복수의 조명 부분들을 조사하도록 구성되는 복수의 제1 다이크로익 스플리터;
    상기 복수의 분산 경로 중 각각의 분산 경로를 따라 각각이 위치되는 복수의 분산 소자;
    적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러 - 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러는 분산 조명 부분들 중 배제 선택 부분을 차단하도록 구성됨 - 에 상기 복수의 분산 소자로부터의 분산 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제2 다이크로익 스플리터;
    상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러로부터 상기 분산 조명 부분들 중 전송 선택 부분을 수신하도록 구성되고, 또한 복수의 결합 경로를 따라 상기 분산 조명 부분들 중 전송 선택 부분을 조사하도록 구성되는 복수의 제1 다이크로익 컴바이너;
    상기 복수의 결합 경로 중 각각의 결합 경로를 따라 각각 위치되는 복수의 결합 소자; 및
    상기 조명 경로를 따라 상기 복수의 결합 소자로부터의 결합 조명 부분들을 조사하도록 구성된 복수의 제2 다이크로익 컴바이너를 포함하는 광학 계측 시스템.
  27. 제22항에 있어서, 상기 스펙트럼 제어 시스템은,
    상기 적어도 하나의 조명원으로부터 나오는 조명을 수신하도록 구성되고, 또한 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로를 따라 상기 조명을 조사하도록 구성되는 제1 광학 스위치;
    적어도 하나가 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각에 따라 배치되고, 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 차단하도록 구성되는 복수의 스펙트럼 컨트롤러; 및
    상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로의 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러로부터 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 수신하도록 구성되고, 또한 상기 조명 경로를 따라 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 상기 조명 부분을 조사하도록 구성되는 제2 광학 스위치를 포함하는 광학 계측 시스템.
  28. 제22항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 조사되는 조명의 적어도 일부의 강도 레벨을 제어하도록 구성된 하나 이상의 중성 밀도 필터를 더 포함하는 광학 계측 시스템.
  29. 제22항에 있어서, 상기 조명 경로는, 상기 광학 측정 헤드에 조명의 적어도 일부를 조사하도록 구성된 적어도 하나의 광 섬유를 포함하는 것인 광학 계측 시스템.
  30. 광학 계측을 수행하는 방법으로서,
    적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 단계로서, 상기 제어하는 단계는,
    조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 차단하는 단계; 및
    조명 경로를 따라 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 조명 부분을 조사하는 단계를 포함하는 것인, 상기 제어하는 단계;
    상기 조명 경로로부터 수신된 조명의 적어도 일부를 이용하여 샘플 스테이지 위에 배치된 샘플을 조명하는 단계로서, 상기 조명하는 단계는,
    조명 스펙트럼들 중 제1 선택 스펙트럼을 포함하는 제1 조명 부분을 이용하여 상기 샘플의 적어도 제1 부분을 조명하는 단계; 및
    조명 스펙트럼들 중 제2 선택 스펙트럼을 포함하는 제2 조명 부분을 이용하여 상기 샘플의 적어도 제2 부분을 조명하는 단계를 포함하는 것인, 상기 조명하는 단계;
    상기 샘플로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명을 검출하는 단계; 및
    상기 샘플로부터 산란, 반사, 또는 방사된 조명에 기초하여 상기 샘플의 적어도 하나의 공간 속성을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 상기 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 단계는,
    광학 스위치를 이용하여 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로를 따라 상기 적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 조명을 조사하는 단계로서, 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 각각은 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러를 포함하는 것인 조사하는 단계;
    상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로의 각각의 스펙트럼 컨트롤러를 이용하여 상기 조명 스펙트럼들 중 배제 선택 스펙트럼을 포함하는 상기 조명 부분을 차단하는 단계; 및
    상기 조명 경로를 따라 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 상기 조명 부분을 조사하는 단계를 포함하는 것인 광학 계측 수행 방법.
  31. 제30항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 상기 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 단계는, 오버레이 민감도 및 측정 정확도 중 적어도 하나에 기초하여 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 선택하는 단계를 포함하는 것인 광학 계측 수행 방법.
  32. 제30항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 상기 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 단계는, 적어도 하나의 이전 측정에 기초하여 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 선택하는 단계를 포함하는 것인 광학 계측 수행 방법.
  33. 제30항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 상기 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 단계는,
    분산 경로를 따라 상기 적어도 하나의 조명원으로부터의 조명의 적어도 제1 부분을 조사하는 단계;
    하나 이상의 분산 소자를 이용하여 상기 제1 조명 부분을 복수의 제1 분산 조명 부분으로 분산하는 단계;
    적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러를 이용하여 상기 복수의 제1 분산 조명 부분 중 배제 선택 부분을 차단하는 단계;
    결합 경로를 따라 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러로부터의 복수의 제1 분산 조명 부분 중 전송 선택 부분을 조사하는 단계;
    하나 이상의 결합 소자를 이용하여 상기 복수의 제1 분산 조명 부분 중 전송 선택 부분을 결합하는 단계; 및
    조명 경로를 따라 상기 결합된 조명 부분들을 포함하는 실질 동축 조명을 조사하는 단계를 포함하는 것인 광학 계측 수행 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원으로부터 수신된 상기 조명의 적어도 하나의 스펙트럼 속성을 제어하는 단계는,
    복수의 제1 다이크로익 스플리터를 이용하여 복수의 분산 소자에 각각의 경로에 따라 상기 적어도 하나의 조명원으로부터의 조명 부분들을 조사하는 단계;
    복수의 제2 다이크로익 스플리터를 이용하여 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러에 상기 복수의 분산 소자로부터의 분산 조명 부분들을 조사하는 단계;
    복수의 제1 다이크로익 컴바이너를 이용하여 복수의 결합 소자에 각각의 경로를 따라 상기 적어도 하나의 스펙트럼 컨트롤러로부터의 선택된 조명 부분들을 조사하는 단계; 및
    복수의 제2 다이크로익 컴바이너를 이용하여 상기 조명 경로를 따라 상기 복수의 결합 소자로부터의 결합 조명 부분들을 조사하는 단계를 더 포함하는 광학 계측 수행 방법.
  35. 삭제
  36. 제30항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 상기 조명 스펙트럼들 중 전송 선택 스펙트럼을 포함하는 상기 조명 부분을 조사하는 단계는, 제2 광학 스위치를 이용하여 상기 조명 경로를 따라 상기 복수의 스펙트럼 제어 경로 중 선택 경로로부터 수신된 조명을 조사하는 단계를 포함하는 것인 광학 계측 수행 방법.
  37. 제30항에 있어서, 하나 이상의 중성 밀도 필터를 이용하여 상기 조명 경로를 따라 조사되는 실질 동축 조명의 강도 레벨을 제어하는 단계를 더 포함하는 광학 계측 수행 방법.
  38. 제30항에 있어서, 광 섬유를 이용하여 광학 계측 시스템의 광학 측정 헤드에 실질 동축 조명을 조사하는 단계를 더 포함하는 광학 계측 수행 방법.
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