KR102317067B1

KR102317067B1 - 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR102317067B1
Application number: KR1020177032833A
Authority: KR
Inventors: 제이미 설리반; 웬지안 카이; 카이 카오
Original assignee: 케이엘에이 코포레이션
Priority date: 2015-04-21
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2021-10-22
Also published as: TW201704736A; US9864173B2; US20160313256A1; JP2018516367A; WO2016172184A1; TWI676022B; CN107466366B; IL254832B; KR20170137181A; EP3286780A1; CN107466366A; IL254832A0; EP3286780A4; JP6550470B2

Abstract

런타임 정렬 기능이 있는 스폿 주사 이미징 시스템은 샘플을 가로질러 집속 조명 빔을 선형으로 주사하도록 구성된 빔 주사 장치와, 샘플로부터 광을 수신하도록 배치된 하나 이상의 검출기와, 상기 빔 주사 장치, 상기 샘플 스테이지, 및 상기 하나 이상의 검출기에 통신적으로 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 제1 이미지를 저장하고, 구동 신호 집합을 빔 주사 장치, 샘플 스테이지, 또는 하나 이상의 검출기 중의 적어도 하나에 전송하고, 하나 이상의 오프셋 오차를 결정하기 위해 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 비교하고, 제2 샘플 그리드가 제1 샘플 그리드에 겹쳐지도록 상기 하나 이상의 오프셋 오차에 기초하여 상기 구동 신호 집합 내의 적어도 하나의 구동 신호를 조정하도록 구성된다.

Description

스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬 시스템 및 방법

관련 출원

USPTO 특별 법령 필요조건의 목적으로, 본 출원은 발명자 Jamie Sullivan, Wenjian Cai, 및 Kai Cao가 "레이저 주사 이미징을 위한 런타임 정렬"(Run Time Alignment For Laser Scanning Imaging)의 명칭으로 2015년 4월 21일자로 출원한 미국 가특허 출원 제62/150,295호의 정식(가출원이 아님) 특허 출원을 구성한다.

기술 분야

본 개시내용은 일반적으로 이미지의 런타임 정렬에 관한 것으로, 특히 스폿 주사 검사 시스템에서 웨이퍼 이미지의 런타임 정렬에 관한 것이다.

웨이퍼 검사 시스템은 웨이퍼(또는 "다이")를 분석하여 잠재적 결함 유무를 결정하기 위해 종종 사용된다. 전형적인 웨이퍼 검사 시스템은 분석 대상 다이의 이미지를 생성하고 이 이미지를 데이터베이스 또는 계열 내 다른 다이의 이미지로부터 취득될 수 있는 참조 이미지와 비교할 것이다. 2개의 이미지의 비교는 몇 가지 방법으로 달성될 수 있지만, 일부 감산(subtraction) 형태가 전형적이다. 그러나 이미지의 레지스트레이션 정확성에 대한 비교 품질, 다시 말해서 거의 동일한 지점에서 2개의 이미지를 샘플링하는 능력이 만족스럽지 못하였다. 그러므로 웨이퍼 검사 시스템의 감도를 최적화하기 위해 웨이퍼에서 샘플링된 장소의 런타임 정렬을 위한 시스템 및 방법을 생성하는 것이 강하게 요구되고 있다.

다이를 샘플링하기 위해(즉, 다이의 이미지를 생성하기 위해) 사용되는 센서의 유형 및 지오메트리는 샘플링의 정확도뿐만 아니라, 진동, 기류(air current) 및 조명원 드리프트와 같은 에러에 대한 웨이퍼 검사 시스템의 저항에 영향을 준다. 노이즈 공차(noise tolerance)는 노출 시간뿐만 아니라 데이터를 획득하기 위해 필요한 시간에 관련되고; 런타임 정렬 시스템의 대역폭이 높으면 높을수록 시스템에 의해 보상될 수 있는 정렬불량 오차의 빈도가 더 높아진다. 예를 들면, 이차원 센서(예를 들면, CCD 카메라)의 노이즈 공차는 노출 시간과 관계가 있고; 일차원 센서의 노이즈 공차는 선 비율(line rate)과 관계가 있으며; 스폿 주사 아키텍처의 노이즈 공차는 픽셀 샘플링 비율(sample rate)과 관계가 있다. 그러므로 스폿 주사 아키텍처는 만일 충분한 대역폭 보정이 있는 적당한 보상 시스템이 있으면 블러(blur)가 거의 없이 고품질 이미지를 생성할 수 있다.

본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시형태에 따라서 런타임 정렬 기능(run-time alignment)이 있는 스폿 주사 이미징 시스템이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 시스템은 샘플 스테이지에 배치된 샘플을 가로질러 집속 조명 빔을 선형으로 주사하도록 구성된 빔 주사 장치를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 시스템은 샘플로부터 광을 수신하도록 배치된 하나 이상의 검출기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 시스템은 빔 주사 장치, 샘플 스테이지, 및 하나 이상의 검출기에 통신적으로 결합된 제어기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 하나 이상의 프로세서가 제1 이미지를 저장하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 이미지의 픽셀들의 중심 위치는 제1 샘플링 그리드를 규정한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 빔이 하나 이상의 선형 주사선을 따라 샘플의 적어도 일부를 가로질러 선형으로 주사되도록 하나 이상의 프로세서가 구동 신호의 집합을 빔 주사 장치, 샘플 스테이지, 또는 하나 이상의 검출기 중의 적어도 하나에 전송하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 샘플은 제2 이미지를 생성하기 위해 상기 구동 신호의 집합에 기초하여 하나 이상의 선형 주사선을 따라 하나 이상의 샘플링된 장소에서 샘플링된다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링된 장소는 제2 샘플링 그리드를 규정한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링된 장소와 연관된 데이터는 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 하나 이상의 프로세서가 하나 이상의 오프셋 오차를 결정하기 위해 상기 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 상기 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 비교하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 상기 제2 샘플 그리드가 상기 제1 샘플 그리드에 겹쳐지도록 하나 이상의 프로세서가 상기 하나 이상의 오프셋 오차에 기초하여 상기 구동 신호 집합 내의 적어도 하나의 구동 신호를 조정하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다.

본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시형태에 따라서 런타임 정렬 기능이 있는 스폿 주사 이미징 시스템이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 시스템은 조명 빔을 생성하도록 구성된 조명원을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 시스템은 음향-광학 편향기(acousto-optic deflector)를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 음향-광학 편향기는 음향-광학 편향기의 길이를 따라 전파되는 하나 이상의 처프 패킷(chirp packet)을 생성하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 빔의 적어도 일부는 빔의 적어도 일부가 선형 경로를 따라 집속 및 주사되도록 상기 하나 이상의 처프 패킷에 의해 집속된다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 시스템은 상기 선형 경로를 따라 이동하는 집속 빔을 샘플 스테이지에 고정된 샘플에 중계(relay)하도록 배치된 하나 이상의 렌즈를 포함한 릴레이 렌즈 어셈블리를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 시스템은 샘플로부터 광을 수신하도록 배치된 하나 이상의 검출기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 시스템은 상기 음향-광학 편향기 및 상기 하나 이상의 검출기 중 적어도 하나의 검출기에 통신적으로 결합된 제어기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 하나 이상의 프로세서가 제1 이미지를 저장하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 제1 이미지의 픽셀들의 중심 위치는 제1 샘플링 그리드를 규정한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 빔이 하나 이상의 선형 주사선을 따라 샘플의 적어도 일부를 가로질러 선형으로 주사되도록 하나 이상의 프로세서가 구동 신호 집합을 빔 주사 장치, 샘플 스테이지, 또는 하나 이상의 검출기 중의 적어도 하나에 전송하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 샘플은 제2 이미지를 생성하기 위해 상기 구동 신호 집합에 기초하여 하나 이상의 선형 주사선을 따라 하나 이상의 샘플링된 장소에서 샘플링된다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링된 장소는 제2 샘플링 그리드를 규정한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링된 장소와 연관된 데이터는 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 하나 이상의 프로세서가 하나 이상의 오프셋 오차를 결정하기 위해 상기 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 상기 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 비교하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에 있어서, 제어기는 상기 제2 샘플 그리드가 상기 제1 샘플 그리드에 겹쳐지도록 하나 이상의 프로세서가 상기 하나 이상의 오프셋 오차에 기초하여 상기 구동 신호 집합 내의 적어도 하나의 구동 신호를 조정하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한다.

본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시형태에 따라서, 스폿 주사 샘플 검사 시스템의 런타임 정렬 방법이 개시된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 방법은 조명 빔을 생성하는 단계를 포함한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 방법은 제1 이미지를 저장하는 단계를 포함한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 상기 제1 이미지의 픽셀들의 중심 위치는 제1 샘플링 그리드를 규정한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 방법은 빔이 하나 이상의 선형 주사선을 따라 샘플의 적어도 일부를 가로질러 선형으로 주사되도록, 구동 신호 집합을 빔 주사 장치, 샘플을 고정하기 위한 샘플 스테이지, 및 상기 샘플로부터 광을 수신하는 하나 이상의 검출기 중의 적어도 하나에 전송하는 단계를 포함한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 샘플은 제2 이미지를 생성하기 위해 상기 구동 신호 집합에 기초하여 하나 이상의 선형 주사선을 따라 하나 이상의 샘플링된 장소에서 샘플링된다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링된 장소는 제2 샘플링 그리드를 규정한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링된 장소와 연관된 데이터는 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 방법은 하나 이상의 오프셋 오차를 결정하기 위해 상기 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 상기 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 비교하는 단계를 포함한다. 예시적인 일 실시형태에 있어서, 방법은 상기 제2 샘플 그리드가 상기 제1 샘플 그리드에 겹쳐지도록 상기 하나 이상의 오프셋 오차에 기초하여 상기 구동 신호 집합 내의 적어도 하나의 구동 신호를 조정하는 단계를 포함한다.

발명의 많은 장점들이 첨부 도면을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 음향-광학 편향기를 이용하여 빔을 선형으로 주사하는 것을 나타내는 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 일부의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템에 포함된 각종 컴포넌트들의 구동 신호를 보인 타이밍도이다.
도 4a는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 트래블링 렌즈로서 작용하는 전파성 처프 패킷을 갖도록 구성된 음향-광학 편향기의 개략도이다.
도 4b는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 트래블링 렌즈로서 작용하는 전파성 처프 패킷을 갖도록 구성된 음향-광학 편향기의 개략도이다. 처프 패킷의 시작 주파수와 종료 주파수는 주사선의 시작 위치와 종료 위치를 시프트시키기 위해 도 5a의 처프 패킷에 비해 상승해 있다.
도 5a는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 측정 이미지의 빔 주사 방향을 따른 오차의 런타임 정렬을 보인 개념도이다.
도 5b는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬을 위해 처프 패킷 구동 신호와 이미지 획득 신호 사이의 상대 지연의 조정을 보인 타이밍도이다.
도 5c는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬을 위해 처프 패킷 구동 신호의 조정을 보인 타이밍도이다.
도 6a는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 측정 이미지의 스테이지 주사 방향을 따른 오차의 런타임 정렬을 보인 개념도이다.
도 6b는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬을 위해 처프 패킷 구동 신호와 연관된 처프 패킷 주파수 램프들 간의 상대 지연의 조정을 보이는 타이밍도이다.
도 7은 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 멀티스폿 런타임 정렬 시스템의 구동 신호를 보인 타이밍도이다.
도 8a는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 멀티스폿 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템에서 핀쿠션 왜곡 수차의 런타임 정렬을 보인 개념도이다.
도 8b는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 멀티스폿 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬을 위해 처프 패킷 구동 신호와 이미지 획득 신호 사이의 상대 지연의 조정을 보인 타이밍도이다.
도 9는 본 개시내용의 일 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬 방법을 보인 흐름도이다.

이제, 첨부 도면에 예시된 개시되는 주제에 대하여 자세히 설명한다. 본 개시내용은 소정 실시형태 및 그 구체적인 특징과 관련하여 특별히 도시되고 설명된다. 여기에서 설명하는 실시형태는 제한하는 것이 아니라 예시 목적으로 설명된다. 당업자라면 형태 및 세부의 각종 변화 및 수정이 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.

전반적으로 도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스폿 주사 이미징을 위한 전자식 런타임 정렬 시스템 및 방법이 개시된다. 본 개시내용의 실시형태는 스폿 주사 시스템에서 샘플링된 점(즉, 샘플링 그리드)의 장소를 수정하는 것과 관련된다. 일부 실시형태에서, 샘플링된 점의 장소는 조명 빔의 스위프(sweep) 타이밍과 관련하여 데이터 획득 타이밍을 제어함으로써 수정된다. 다른 실시형태에서, 샘플링된 선의 장소는 각 선의 시작 위치를 독립적으로 제어하도록 조명 빔을 편향시킴으로써 수정된다. 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템은 일반적으로 미국 특허 제6,755,051 B2 및 미국 특허 제8,995,746 B2에 설명되어 있고, 상기 미국 특허는 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다. 기계적 수단을 통한 이미지 샘플링 검사 시스템의 정렬 보정은 일반적으로 미국 특허 제6,141,038호에 설명되어 있고, 상기 미국 특허는 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다.

스폿 주사 이미징 시스템은 다이를 가로질러 조명원(예를 들면, 레이저)으로부터 조명을 주사하고 다이의 개별 장소에서 다이로부터 조명을 수집함으로써 다이의 이미지를 점마다(point by point) 생성할 수 있다. 여기에서 조명은 하나 이상의 검출기를 이용하여 다이로부터 수집될 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 샘플링된 점의 물리적 장소는 샘플링 그리드를 규정하고 이미지의 픽셀들을 또한 규정한다는 점에 주목한다. 점마다의 검출 및 하나 이상의 검출기를 사용하여 각각의 샘플링된 점으로부터 정보를 모으는 것의 조합은 고분해능 및 고감도 이미지의 생성을 가능하게 한다.

웨이퍼 검사 시스템은 관심 대상 다이의 측정 이미지를 생성하고 이 측정 이미지를 참조 이미지와 비교함으로써 다이의 결함을 검출할 수 있다. 일부 실시형태에서, 참조 이미지는 데이터베이스로부터 검색된 이미지를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 참조 이미지는 하나 이상의 다른 다이의 이미지를 포함할 수 있다. 추가의 실시형태에서, 참조 이미지는 컴퓨터 생성 이미지일 수 있다. 2개의 이미지의 비교는 비제한적인 예를 들자면 이미지 기반 감산과 같은 임의의 방법에 의해 달성될 수 있다.

전자식 런타임 정렬의 한가지 목적은 피측정 물체 위의 샘플링된 장소가 참조 이미지 위의 대응하는 장소와 정렬하도록 측정 이미지의 샘플링 그리드를 참조 이미지와 정렬시키는 것이다. 일 실시형태에서, 참조 이미지와 샘플 이미지는 샘플 이미지의 피처들이 참조 이미지의 피처들과 정렬되는 후속 이미지 레지스트레이션 절차에 의해 추가로 정렬될 수 있다. 참조 이미지와 측정 이미지는 둘 다 이미지들이 이산 픽셀들의 어레이로부터 형성되도록 디지털화되고, 이때 주어진 픽셀은 이미지 영역과 연관된 정보를 표시한다. 이 점에 있어서, 물리적 물체(예를 들면, 웨이퍼)의 이미지는 각 픽셀이 물체의 샘플링된 영역과 관련된 수집 정보를 표시하는 물체의 개략적 표시(approximate representation)이다. 예를 들면, 피측정 물체에서 샘플링된 장소의 반복 배열은 이미지로서 표시될 수 있고, 이때 샘플링된 장소는 측정 이미지 내 픽셀들의 중심 위치를 표시한다. 측정 이미지의 각 픽셀은 그 다음에 참조 이미지의 대응하는 픽셀과 직접 비교될 수 있다. 웨이퍼 검사 시스템의 정확도는 적어도 부분적으로 측정 이미지의 샘플 그리드가 참조 이미지의 샘플 그리드와 정렬되는 정확도에 의존한다.

런타임 정렬 시스템의 수행은 적어도 부분적으로 시스템 대역폭에 의해 특징화될 수 있고, 이것은, 비제한적으로, 보정이 적용되는 속도 또는 보정이 적용되는 공간 분해능을 포함한 복수의 인수들을 묘사할 수 있는 것으로 인식된다. 또한, 기계적 움직임을 포함한 시스템의 대역폭은 물리적 구속에 의해 제한될 수 있다는 점에 주목한다. 전자식 런타임 정렬의 두번째 목적은 고속 보정 및 높은 공간 분해능으로 고대역폭 정렬이 가능하도록 전자 구동 신호를 활용하는 것이다.

도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 전자식 런타임 정렬 기능(run-time alignment)이 있는 스폿 주사 이미징 시스템(100)을 보인 도이다. 일 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 조명 빔(102)을 생성한다. 다른 실시형태에 있어서, 빔 편향기(106)는 빔(102)을 주사 빔(108)으로 변환한다. 다른 실시형태에 있어서, 대물 렌즈(110)는 주사선(122)을 생성하도록 주사 빔(108)을 웨이퍼(112)의 표면에 집속한다. 하나 이상의 빔 편향기(106)는, 비제한적인 예를 들자면, 음향-광학 빔 편향기, 전기-광학 빔 편향기, 다각형 스캐너, 공진 스캐너, 또는 검류계 스캐너(galvanometer scanner)를 비롯한, 업계에 공지된 임의 유형의 빔 편향기를 포함할 수 있다. 그 다음에 웨이퍼(112)의 이차원 이미지가 연속적인 주사 사이에서 샘플 스테이지를 주사선(122)의 방향에 직교하는 방향으로 이동시킴으로써 생성된다.

일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 빔 조절 요소(104)가 빔 편향기(106) 앞에 배치된다. 하나 이상의 빔 조절 요소(104)는 빔(102)을 조절하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 빔 조절 요소(104)는, 비제한적인 예를 들자면, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 편광자, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 파장판, 또는 하나 이상의 빔 성형기를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 빔 조절 요소(104)는 빔 스캐너(106)의 입력 개구를 채우도록 빔(102)을 확대한다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 빔 조절 요소(104)는 빔(102)의 편광을 조정한다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 빔 조절 요소(104)는 빔(102)의 공간 윤곽을 수정한다.

다른 실시형태에 있어서, 시스템(100)은 빔 편향기(106) 뒤에 배치되어 빔(108)을 수집하는 릴레이 렌즈(107)를 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 릴레이 렌즈(107)는 빔 스캐너(106)로부터 지향된 집속 주사 빔(108)을 시준하고 시준된 주사 빔(108)을 하나 이상의 광학 요소(109)에 지향시킨다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 빔 조절 요소(105)가 대물 렌즈(110) 앞에 배치된다. 하나 이상의 빔 조절 요소(105)는 빔(108)을 조절하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 빔 조절 요소(105)는, 비제한적으로, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 배율 제어기, 하나 이상의 편광자, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 파장판 또는 하나 이상의 빔 성형기를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 빔 조절 요소(105)는 웨이퍼(112)에서 빔(108)의 집속 크기를 조정하기에 적합한 배율 제어기를 포함한다.

시스템(100)은 웨이퍼(112)를 가로질러 복수의 빔(108)을 동시에 주사할 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 복수의 빔(108)은 업계에 공지된 임의의 방법을 이용하여 생성될 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 복수의 주사 빔은 하나 이상의 회절 광학 요소를 이용하여 생성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 대물 렌즈 앞에 배치된 하나 이상의 회절 광학 요소는 빔(108)을 하나 이상의 주사 빔(108)으로 분할한다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 광학 요소(예를 들면, 하나 이상의 회절 광학 요소)는 빔(108)의 이차원 어레이가 웨이퍼(112)에 동시에 집속되도록 대물 렌즈(110)의 초점면을 회전시킨다.

다른 실시형태에 있어서, 시스템(100)은 웨이퍼(112)를 고정하고 배치하기에 적합한 스테이지 어셈블리(120)를 포함한다. 스테이지 어셈블리(120)는 업계에 공지된 임의의 샘플 스테이지 아키텍처를 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 스테이지 어셈블리(120)는 선형 스테이지를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 스테이지 어셈블리(120)는 회전 스테이지를 포함한다. 웨이퍼(112)는, 비제한적으로, 패터닝되지 않은 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있다. 웨이퍼(112)의 이차원 이미지는 2개 이상의 주사선(122)을 따르는 연속적인 주사 사이에서 웨이퍼(112)를 이동시킴으로써 생성될 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 하나 이상의 빔 편향기(106)는, 비제한적인 예를 들자면, 하나 이상의 음향-광학 빔 편향기, 하나 이상의 전기-광학 빔 편향기, 하나 이상의 다각형 스캐너, 하나 이상의 공진 스캐너, 또는 하나 이상의 검류계 스캐너를 포함한 업계에 공지된 임의 유형의 빔 편향기를 포함할 수 있다는 점에 주목한다.

조명원(101)은 업계에 공지된 임의의 조명원을 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 비제한적인 예로서, 조명원(101)은 파장 집합 또는 파장 범위의 집합을 생성하도록 구성된 하나 이상의 레이저 소스를 포함한 임의의 레이저 시스템을 포함할 수 있다. 레이저 시스템은, 비제한적인 예를 들자면, 적외 복사선, 가시 복사선 및/또는 자외(UV) 복사선과 같은 임의 유형의 레이저 복사선을 생성하도록 구성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 연속파(CW) 레이저 복사선을 방출하도록 구성된 레이저 시스템이다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 펄스형 레이저 소스이다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 변조된 출력을 생성하도록 구성된다. 예를 들면, 조명원(101)은 일시적으로 성형된 조명을 생성하도록 음향-광학 변조기 또는 전기-광학 변조기로 변조될 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 하나 이상의 엑시머 레이저 시스템을 포함한다. 비제한적인 예로서, 조명원은 활성 가스로서 분자 불소를 이용하는 엑시머 레이저를 포함할 수 있고, 이것은 157nm 레이저 광의 방출을 제공한다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 하나 이상의 다이오드 레이저 시스템(예를 들면, 445nm의 광을 방출하는 하나 이상의 다이오드)을 포함한다.

일 실시형태에 있어서, 조명원은 하나 이상의 다이오드 레이저를 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원은 하나 이상의 다이오드 펌프 고체 레이저를 포함한다. 예를 들면, 조명원은 비제한적으로 266nm를 포함한 파장을 가진 다이오드 펌프 고체 레이저를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 조명원(101)은 하나 이상의 주파수 변환 레이저 시스템을 포함한다. 예를 들면, 조명원(101)은, 비제한적인 예를 들자면, 266nm 중심 파장을 가진 조명을 생성하는 주파수 더블링 시스템과 결합된 532nm의 공칭 중심 조명 파장을 가진 광을 방출하기에 적합한 주파수 변환 레이저를 포함할 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 하나 이상의 검출기가 웨이퍼(112)에서 2개 이상의 주사선(122)으로부터 반사광 및/또는 산란광을 동시에 수집하도록 배치된다. 일 실시형태에 있어서, 검출기(118)는 웨이퍼에서 반사된 조명을 수신하도록 배치된다. 검출기(118)는 "반사율 센서" 또는 "명시야 센서"로서 동작할 수 있다. 예를 들면, 검출기(118)는 샘플의 반사율 지도(reflectivity map)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 검출기(118)는 비제한적인 예를 들자면 구조물 높이, 막 두께 또는 유전 상수를 포함한 웨이퍼 특성들을 모니터링하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 웨이퍼의 표면에 수직하게 배치된 검출기(116)는 웨이퍼 표면에 수직한 방향으로 산란된 광을 검출한다. 게다가, 검출기(116)는 웨이퍼 표면상의 구조물로부터 직접 반사된 광을 검출할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 검출기(114a, 114b)는 웨이퍼(112)로부터 산란된 광을 검출한다. 이 점에 있어서, 하나 이상의 검출기(114)는 샘플링된 지점에 관련된 검출기 위치에 따라 전방 산란광, 측방 산란광 또는 후방 산란광을 수집할 수 있다. 하나 이상의 검출기(114a, 114b, 116 또는 118)는 업계에 공지된 임의의 검출기를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 검출기(114a, 114b, 116 또는 118)는, 비제한적인 예를 들자면, CCD 검출기, 광다이오드, 애벌런시 광다이오드(APD) 및/또는 광증배관(PMT)을 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 검출기(114a, 114b, 116 또는 118)는 웨이퍼(112) 상의 복수의 검출 영역(예를 들면, 하나 이상의 주사선(122)의 하나 이상의 영역)으로부터 신호들을 동시에 검출하도록 구성된 다채널 검출기일 수 있다. 검출기(예를 들면, 114a, 114b, 116 또는 118)의 채널들 간의 누화는 주어진 검출 영역으로부터의 조명(예를 들면, 산란광)이 단일 채널에 의해서만 검출되도록 웨이퍼(112) 상의 검출 영역을 분리함으로써 최소화될 수 있는 것으로 간주된다.

도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스폿 주사 시스템과 연관된 빔 경로를 보인 도이다. 일 실시형태에 있어서, 조명원(101)에 의해 생성된 빔(102)은 빔 편향기(202)에 입사한다. 빔 편향기(202)는 각도 확산을 규정하는 한 범위의 각도에 걸쳐서 빔 편향기(202)로부터 지향된 빔(204)을 스위프(sweep)한다. 예를 들면, 빔 편향기(202)는 제1 위치(204a)의 빔을 제2 위치(204b)로 편향시킨다. 빔 편향기(202)는 업계에 공지된 임의의 빔 편향기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 빔 편향기(202)는 비제한적인 예를 들자면 음향-광학 편향기, 전기-광학 편향기, 다각형 편향기, 공진 편향기 또는 검류계 편향기로 형성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 빔 편향기(202)는 고체 매질(202b)을 통해 전파되는 초음파를 생성하도록 구성된 트랜스듀서(202a)와 결합된 고체 매질(202b)로부터 형성된 음향-광학 편향기이다. 굴절률과 같은 고체 매질(202b)의 속성은 빔(202)이 초음파의 파장에 따라 고체 매질(202b)과 상호작용할 때 편향되어 전파되는 파에 의해 수정된다. 더 나아가, 초음파는 매질에서 음속으로 고체 매질(202b)를 통해 전파되고, 구동 신호의 주파수뿐만 아니라 고체 매질(202b)에서의 음속과 관련된 파장을 갖는다. 일 실시형태에 있어서, 트랜스듀서(202a)는 제어기(130)에서 생성된 구동 신호에 응답하여 초음파를 생성한다.

일 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리(206)는 빔(204)의 각도 스위프를 렌즈 어셈블리(206)로부터 지향된 빔(208)의 선형 스위프로 변환한다. 일 실시형태에 있어서, 렌즈(206)는 빔을 시준한다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 렌즈(206)는 빔(204)의 공간 윤곽을 수정한다. 다른 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리(206)는 빔(204)의 직경을 확대시킨다.

일 실시형태에 있어서, 빔(204)은 트래블링 렌즈(traveling lens)로서 구성된 음향-광학 편향기(210)로 지향된다. 제어기(130)에 통신적으로 결합된 트랜스듀서(210a)는 선형 경로(214)를 따라 고체 매질(210b)을 통해 전파되는 선형으로 변화하는 주파수를 가진 초음파의 처프 패킷(212)을 생성한다. 처프 패킷(212)은 처프 패킷(212)에 입사하는 빔(208)이 선(216) 상의 소정 위치에서 집속되게 하는 원통형 트래블링 렌즈로서 동작한다. 즉 처프 패킷(212)의 비교적 저주파수부에 입사하는 광빔(208) 부분은 처프 패킷(212)의 비교적 고주파수부에 입사하는 광빔(208) 부분보다 적게 편향된다. 일 실시형태에 있어서, 원통형 렌즈(209)는 처프 패킷(212)에 의해 유도된 집속 방향에 직교하는 평면에 주사 빔(108)을 집속한다. 이 점에 있어서, 원통형 렌즈(209)의 축은 주사 방향(214)에 평행하게 지향된다. 원통형 렌즈(209)는 음향-광학 편향기(210)의 앞에(예를 들면, 도 2에 도시된 것처럼) 또는 음향-광학 편향기(210)의 바로 뒤에 배치될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 빔(208)을 선형 스위프하는 위치 및 속도는 처프 패킷(212)의 전파와 동기화된다. 이 점에 있어서, 빔(208a)은 트래블링 처프 패킷(212a)에 입사할 수 있고, 처프 패킷(212)이 위치 212a로부터 212b로 전파될 때 빔(208a)은 그에 대응하여 위치 208a로부터 위치 208b로 전파된다. 그 결과, 처프 패킷(212)으로부터 지향된 주사 빔(108)은 선(216)에 집속되고 선(216)을 따라 선형으로 주사된다. 여기에서 처프 패킷(212)의 폭은 고체 매질(210b)의 길이보다 작을 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 복수의 처프 패킷(212)이 동시에 순서대로 고체 매질(210b)을 통해 전파될 수 있다는 점에 주목한다.

다른 실시형태에 있어서, 빔 스캐너(106)는 "플러드 모드(flood mode)"로 동작하는 단일 음향-광학 편향기(210) 및 렌즈로 형성된다. 이 점에 있어서, 렌즈(206)는 빔(102)을 확대하고 고정 빔(208)으로 음향-광학 편향기(210)의 전체 길이를 조명한다. 그 다음에, 하나 이상의 전파성 처프 패킷(212)이 고정 빔(208)의 일부에 의해 연속적으로 조명되고, 하나 이상의 전파성 처프 패킷(212)에 입사하지 않은 빔(208)의 부분은 음향-광학 편향기(210)에 의해 집속되지 않은 상태로 유지한다.

일 실시형태에 있어서, 렌즈(107)는 주사 빔(108)을 시준하고 대물 렌즈(110)는 주사 빔(108)을 웨이퍼(112)에 집속한다. 일 실시형태에 있어서, 릴레이 렌즈(107)와 대물 렌즈(110)는 텔레센트릭(telecentric) 구성으로 배치된다. 다른 실시형태에 있어서, 릴레이 렌즈(107)와 대물 렌즈(110)는 공동 광축을 공유한다. 다른 실시형태에 있어서, 대물 렌즈(110)의 광축(222)은 릴레이 렌즈(107)의 광축(220)으로부터 시프트되지만 평행하다. 이 방식으로, 대물 렌즈(110)의 광축(222)은 웨이퍼(112) 상에서 집속 주사 빔(108)의 주사선(122)에 중심이 맞추어질 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 렌즈 어셈블리(206)는 비제한적인 예를 들자면 릴레이 렌즈(218a)와 대물 렌즈(218b) 사이에 배치된 프리즘 및/또는 미러를 포함한 추가의 광학 요소를 또한 포함할 수 있다. 비제한적인 예로서, 렌즈 어셈블리는 릴레이 렌즈(218a)의 동공을 대물 렌즈(218b)에서 중심 맞추도록 구성된 하나 이상의 미러를 포함할 수 있다.

도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 측정 이미지의 3열 픽셀을 생성하기 위해 3개의 선형 주사와 연관된 주사 및 이미지 획득을 위한 구동 신호를 보인 타이밍도(300)이다. 일 실시형태에 있어서, 음향-광학 편향기(210)의 트랜스듀서(210a)에 전송되는 처프 패킷 구동 신호(302)는 처프 패킷(212)과 연관된 초음파의 선형으로 변화하는 주파수를 규정한다. 처프 패킷 구동 신호(302)는 각각의 처프 패킷 주파수 램프(303a, 303b, 303c)가 처프 패킷(212)에 대응하도록 일련의 처프 패킷 주파수 램프(303)를 포함한다. 따라서, 각각의 처프 패킷 주파수 램프(303a, 303b, 303c)는 측정 이미지에서 픽셀 열을 생성하도록 주사 빔(108)의 선형 주사에 대응한다. 일 실시형태에 있어서, 처프 패킷 구동 신호(302)와 관련된 처프 패킷 주파수 램프(303)는 처프 패킷(212)과 연관된 시작 주파수, 종료 주파수 및 대역폭을 규정한다. 다른 실시형태에 있어서, 처프 패킷 주파수 램프(303)의 폭은 처프 패킷(212)의 폭에 대응한다. 다른 실시형태에 있어서, 처프 패킷 주파수 램프(303)는 지연(310)이 주사 빔(108)의 연속 주사 사이의 지연을 묘사하도록 지연(310)만큼 분리된다.

다른 실시형태에 있어서, 빔 편향기(202)의 트랜스듀서(202a)에 전송된 빔 주사 구동 신호(304)는 처프 패킷(212)에 대한 빔(204)의 편향을 제어한다. 빔 주사 구동 신호(304)는 고체 매질(202b) 내에서 초음파의 주파수 및 그에 따라서 빔(204)의 편향 각을 제어하기 위한 일련의 빔 주사 주파수 램프(305)를 포함한다. 이 점에 있어서, 빔 주사 주파수 램프(305a)는 처프 패킷 주파수 램프(303a)와 연관된 처프 패킷(212)에 관한 빔(208)의 위치를 제어하고, 빔 주사 주파수 램프(305b)는 처프 패킷 주파수 램프(303b)와 연관된 처프 패킷에 대한 빔(204)의 편향을 제어하며, 빔 주사 주파수 램프(305c)는 처프 패킷 주파수 램프(303c)와 연관된 처프 패킷에 대한 빔(204)의 편향을 제어한다.

여기에서 빔 주사 구동 신호(304)는 본 개시내용의 모든 실시형태에 필요한 것이 아니라는 점에 주목한다. 일 예로서, 시스템(100)은 고정 빔(208)이 음향-광학 편향기(210)의 전체 길이를 조명하고 하나 이상의 전파성 처프 패킷(212)이 빔(208)에 의해 연속적으로 조명되도록 "플러드 모드"에서 동작하는 단일 음향-광학 편향기(210)를 포함한다.

다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 검출기(예를 들면, 114a, 114b, 116 또는 118)에 전송된 이미지 획득 구동 신호(306)는 웨이퍼(112)를 가로지르는 주사 빔(108)의 선형 주사와 연관된 데이터 획득 창을 규정한다. 일 실시형태에 있어서, 이미지 획득 구동 신호(306)는 하나 이상의 검출기(예를 들면, 114a, 114b, 116 또는 118)가 이미지 획득 펄스(307) 중에 데이터를 획득하게 하는 일련의 이미지 획득 펄스(307)를 포함한다. 이 점에 있어서, 이미지 획득 펄스(307a)는 처프 펄스 주파수 램프(303a)와 연관된 처프 펄스(212)에 대한 이미지 획득 창을 규정하고, 이미지 획득 펄스(307b)는 처프 펄스 주파수 램프(303b)와 연관된 처프 펄스(212)에 대한 이미지 획득 창을 규정하며, 이미지 획득 펄스(307c)는 처프 펄스 주파수 램프(303c)와 연관된 처프 펄스(212)에 대한 이미지 획득 창을 규정한다. 다른 실시형태에 있어서, 이미지 획득 펄스(307)는 처프 패킷 주파수 램프의 시작부로부터 소정 지연(312)(예를 들면, 312a, 312b, 312c) 후에 생성한다.

다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 검출기(예를 들면, 114a, 114b, 116 또는 118)에 전송된 샘플링 구동 신호(308)는 이미지 획득 창(307) 내에서 샘플링 시간을 제어한다. 웨이퍼(112)에서 주어진 샘플링된 위치의 장소는 이미지 획득 구동 신호(306)의 시작부로부터 샘플 스폿 지연(314) 및 샘플링 구동 신호(308) 내에서의 펄스에 의해 결정될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 샘플 스폿 지연(314-1)은 제1의 샘플링된 장소를 결정하고, 샘플 스폿 지연(314-2)은 제2의 샘플링된 장소를 결정한다. 여기에서, 임의의 검출기(예를 들면, 114a, 114b, 116 또는 118)로부터 데이터의 수집은 업계에 공지된 임의의 방법을 이용하여 수행될 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 샘플링 구동 신호(308)는 검출기(예를 들면, 114a, 114b, 116 또는 118)의 출력을 디지털화하도록 구성된 아날로그-디지털 변환기를 트리거할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 샘플링 구동 신호는 아날로그-디지털 변환기의 샘플링 클록에 대응하는 고정 반복률의 펄스들을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 샘플 스폿 지연(314)은 샘플링 위치의 스폿마다의 제어를 제공하도록 개별적으로 제어될 수 있다.

일 실시형태에 있어서, 웨이퍼(112)는 각각의 선형 주사가 웨이퍼(112)의 새로운 장소에서 수행될 수 있도록 빔 주사 방향에 수직한 방향으로 샘플 스테이지(120)에 의해 이동하게 된다. 일반적으로, 웨이퍼의 샘플링 그리드는 샘플링 구동 신호(308)의 샘플링 비율뿐만 아니라 샘플 스테이지(120)의 이동에 의해 규정된다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 선형 주사가 웨이퍼(112)의 이동 전에 수행된다. 예를 들면 시스템 노이즈를 줄이기 위해 주사 빔(108)의 복수 회 주사가 바람직할 것이다.

웨이퍼(112)에서 샘플링된 점의 장소를 규정하는 샘플링 그리드는 웨이퍼(112)를 위치 지정할 때의 최초의 정렬 오차, 기계적 진동, 공기 흔들림(air wiggle), 기류 및/또는 빔(108)의 드리프트를 포함한 복수의 요인에 의해 참조 이미지의 샘플링 그리드와 관련하여 정렬불량(misalignment)으로 될 수 있다. 일반적으로, 런타임 정렬 시스템의 대역폭은 런타임 정렬 시스템이 정렬 오차를 보정할 수 있는 속도 및 감도를 특징화한다. 일 실시형태에 있어서, 정렬 오차는 선 단위(line-by-line basis)로 완화된다. 이 점에 있어서, 정렬 보정은 빔(108)의 각각의 선형 주사에 대하여 개별적으로 수행될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 제1 선형 주사는 웨이퍼(112)의 샘플 그리드의 대략적 정렬(course alignment)을 결정하기 위해 수행된다. 그 다음에 웨이퍼(112) 위치에 대한 조정이 이미지 획득 구동 신호(406) 및/또는 샘플링 구동 신호(408)에 의해 개시될 수 있다. 그 다음에 웨이퍼(112)의 샘플 그리드가 참조 이미지의 샘플 그리드와 최적으로 정렬된 최종 이미지를 생성하기 위해 제2 선형 주사가 수행된다. 다른 실시형태에 있어서, 정렬 오차는 점 단위로 연속적으로 완화된다. 이 점에 있어서, 샘플링된 장소로부터의 피드백을 연속적으로 이용하여 후속 주사 장소에서의 샘플링 장소를 조정한다.

도 4 내지 도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 런타임 정렬 보정을 보인 도이다. 여기에서 시스템(100)은 주사 빔(108)의 편향 각, 또는 웨이퍼(112)로부터 수집된 반사광 및/또는 산란광이 샘플링되는 시간을 직접 수정함으로써(예를 들면, 임의의 지연(310, 312 또는 314)을 제어함으로써) 고대역폭 전자식 런타임 정렬을 적용할 수 있다. 이 점에 있어서, 시스템(100)에 의해 적용되는 보정 속도는 제어기(130)의 클록 속도에 주로 의존한다. 일 실시형태에 있어서, 주사 선(216)의 시작 위치와 종료 위치는 처프 패킷 구동 신호(302)와 이미지 획득 구동 신호(306) 간의 지연(312)을 조정함으로써 수정된다. 일 실시형태에 있어서, 지연의 최소 조정은 구동 신호와 연관된 시간 사이클(316)의 기간이다. 1 시간 사이클(316)만큼의 지연 조정은 구동 신호(308)와 관련된 샘플링 펄스들 간의 기간의 일부에 대응하고, 픽셀의 일부의 측정 이미지에서 샘플링된 점의 장소의 수정에 또한 대응할 수 있다. 이와 관련하여, 서브픽셀 실시간 정렬이 수행될 수 있다. 웨이퍼(112)에서 샘플링된 장소들의 위치의 대응하는 조정은 빔(108)이 웨이퍼(112)를 가로질러 주사되는 속도와 관련되고, 이 속도는 고체 매질(210b)을 통한 처프 패킷(212)의 전파 속도와 관련된다. 처프 패킷 구동 신호(302)와 관련한 이미지 획득 구동 신호(306)의 네가티브 시프트는 웨이퍼(112) 상의 샘플링된 위치의 장소를 주사선(122)의 시작부쪽으로 시프트시킨다. 유사하게, 처프 패킷 구동 신호(302)와 관련한 이미지 획득 구동 신호(306)의 포지티브 시프트는 웨이퍼(112) 상의 샘플링된 위치의 장소를 주사선(122)의 종료부쪽으로 시프트시킨다. 여기에서 웨이퍼(112)에서의 주사 방향은 중간 주사선(216)의 방향과 반대일 수 있다(예를 들면, 도 2에 도시된 것처럼).

다른 실시형태에 있어서, 각각의 샘플링된 점의 장소는 샘플링 구동 신호(308)를 수정하여 개별적으로 조정된다. 웨이퍼(112) 상의 각각의 샘플링된 장소에 대한 샘플 스폿 지연(314)은 참조 이미지의 샘플 그리드로 웨이퍼(112)의 샘플 그리드를 최적으로 정렬하기 위해 조정될 수 있다. 샘플 스폿 지연(314)의 감소는 샘플링된 장소를 웨이퍼(112) 상의 주사선(122)을 따라 +y 방향으로 시프트시키고, 샘플 스폿 지연(314)의 증가는 샘플링된 장소를 주사선(122)을 따라 -y 방향으로 시프트시킨다. 다른 실시형태에 있어서, 지연(312)과 각각의 샘플링된 장소의 샘플 스폿 지연(314)은 둘 다 전자식 런타임 정렬 중에 동시에 조정된다. 이 점에 있어서, 시스템(100)은 고대역폭 픽셀마다 정렬(pixel-by-pixel alignment) 보정을 수행할 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 일 실시형태에 있어서, 선형 주사 중에 주사 빔(108)의 시작 위치와 종료 위치는 처프 패킷(212)의 시작 및 종료 주파수(402, 403)의 조정을 통해 수정된다. 시작 및 종료 주파수의 이러한 수정은 처프 패킷(212)이 중간 주사선(216)을 따라 빔(108a)을 편향시키고 집속하는 정도를 수정한다. 도 4a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 시작 및 종료 주파수(402a, 403a)의 제1 집합을 가진 처프 패킷(212)으로 구성된 음향-광학 편향기(210)의 단순화한 개략도이다. 이 처프 패킷은 위치 212a로부터 위치 212b로 가는 방향을 따라 전파되는 트래블링 렌즈로서 동작한다. 도 4b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 역시 위치 212a로부터 위치 212b로 가는 방향을 따라 전파되는 시작 및 종료 주파수(402b, 403b)의 제2 집합을 가진 처프 패킷(212)으로 구성된 음향-광학 편향기(210)의 단순화한 개략도이다. 따라서 빔(108)의 집속된 위치는 시작 주파수(402)와 종료 주파수(403) 간의 차에 기초해서 도 4a와 관련하여 도 4b에서 +y 방향으로 시프트된다. 이 방식으로 전체 주사선(216)은 +y 방향으로 시프트되고, 샘플링된 점의 장소도 그에 대응하여 시프트될 것이다. 다른 실시형태에 있어서, 처프 패킷(212)의 시작 및 종료 주파수(402, 403)는 주사선(216)의 시작 장소와 종료 장소를 -y 방향으로 시프트하도록 감소될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 주어진 처프 패킷(212)의 시작 및 종료 주파수(402, 403)는 제어기(130)에 의해 구동 신호(304)로 트랜스듀서(210a)에 전송된다. 여기에서 웨이퍼(112) 상에서의 주사 방향은 중간 주사선(216)의 방향과 반대일 수 있다는 점에 주목한다(예를 들면, 도 2에 도시된 것처럼). 따라서 웨이퍼(112)의 샘플 그리드의 고대역폭 런타임 정렬은 각 주사선(216)의 시작 및 종료 위치를 수정함으로써 달성된다. 또한, (예를 들면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 것처럼) 광학 요소의 물리적 움직임 없이 동작하는 빔 편향기는 광학 요소(예를 들면, 반사 요소 또는 굴절 요소)의 물리적 움직임을 포함하는 빔 편향기보다 더 높은 대역폭 보정을 제공할 수 있다는 점에 주목한다.

여기에서 y 방향으로 주사 빔(108)의 초점 위치는 적어도 부분적으로 처프 패킷의 대역폭에 관련된다는 점에 주목한다. 따라서 y 방향으로 주사선(216)을 따라 초점 위치를 조정하기 위한 시작 및 종료 주파수(402, 403)의 수정은 z 방향으로의 초점이 주사 중에 유지되도록 일정한 대역폭을 유지하게끔 구성된다.

일 실시형태에 있어서, 웨이퍼(112)의 이미지의 각 픽셀은 웨이퍼(112)의 단일 장소의 샘플과 연관된다. 이미지의 열(column)은 y 방향으로 웨이퍼(112)를 가로질러 스폿을 주사하고 픽셀들의 열을 생성하기 위해 주사 중에 복수의 장소에서 웨이퍼(112)로부터 반사광 및/또는 산란광을 수집함으로써 생성된다. 추가의 열은 샘플을 x 방향으로 이동시키고 추가의 주사를 수행함으로써 생성된다. 도 5a 내지 도 5c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 피측정 물체와 관련된 샘플링 그리드의 y 방향(예를 들면, 선형 주사를 따르는 방향)의 오차를 보정하기 위한 런타임 정렬을 보인 도이다.

도 5a를 참조하면, 참조 샘플링 그리드(504)를 가진 참조 이미지(502)는 참조 피처와 연관된 복수의 객체 픽셀(506)을 포함한다. 런타임 정렬이 없는 측정 이미지(512)는 피측정 피처와 연관된 복수의 객체 픽셀(516)을 포함한다. 샘플링된 점의 장소를 규정하는 런타임 정렬 없는 피측정 샘플링 그리드(514)는 참조 샘플링 그리드와 관련하여 정렬불량으로 된다. 구체적으로, 이미지(512)의 열(9)에서 선형 주사와 연관된 객체 픽셀(516)은 참조 이미지(502)와 관련한 픽셀 길이와 거의 동일한 길이만큼 시프트된다. 피측정 샘플링 그리드(514)의 이러한 정렬불량은, 비제한적인 예를 들자면, 측정 공정 중에 샘플 스테이지(120)의 진동에 의해 야기될 수 있다. 런타임 정렬은 참조 샘플링 그리드(504)와 정렬된 보정 샘플링 그리드(524)를 가진 보정 이미지(522)를 얻기 위해 피측정 물체에서 샘플링된 장소의 위치를 조정한다. 보정 이미지(522)에서, 피측정 물체와 관련된 객체 픽셀(526)은 적절히 정렬된다.

도 5b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 보정 이미지(522)를 생성하기 위한 런타임 정렬과 연관된 타이밍도이다. 도 5a에 따르면, 측정 이미지(512)의 열 9의 픽셀들은 1 픽셀만큼 -y 방향으로 시프트된다. 측정 이미지(512)의 열 9의 픽셀들의 정렬불량은 열 9에 대한 주사 빔(108)의 주사에서 조기에 샘플링을 개시하는 열 9에 대한 이미지 획득 창과 연관된 지연(312)을 감소시킴으로써 보정된다. 구체적으로, 보정된 이미지(522)의 열 1-8은 처프 패킷 주파수 램프(303d)와 이미지 획득 신호(307d) 사이의 공칭 지연(312d)으로 획득된다. 보정된 이미지(522)의 열 9는 처프 패킷 주파수 램프(303e)와 이미지 획득 신호(307e) 사이의 수정된 지연(312e)으로 획득된다. 지연(312e)은 측정 이미지(512)의 1 픽셀에 대응하는 1 시간 사이클(316)만큼 지연(312d)에 비해 증가한다. 보정된 이미지(522)의 열 10과 11은 공칭 지연(312d)과 동일한 지연(312f)을 이용하여 획득된다.

도 5c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 보정 이미지(522)를 생성하기 위한 런타임 정렬과 연관된 대안적인 타이밍도이다. 측정 이미지(512)의 열 9의 픽셀들의 정렬불량은 선형 주사 중에 주사 빔(108)의 시작 및 종료 위치를 수정함으로써 보정된다. 선형 주사 중에 주사 빔(108)의 시작 및 종료 위치는 처프 패킷(212)의 시작 및 종료 주파수(402, 403)에 의해 제어된다. 구체적으로, 보정된 이미지(522)의 열 1-8은 공칭 시작 및 종료 주파수(예를 들면, 402a 및 403a)에 대응하는 처프 패킷 구동 신호(302) 레벨(330a, 330b)의 공칭 값으로 획득된다. 보정된 이미지의 열 9는 수정된 시작 및 종료 주파수(예를 들면, 402b 및 403b)에 대응하는 처프 패킷 구동 신호(302) 레벨(332a, 332b)의 수정된 값으로 획득된다. 수정된 시작 및 종료 주파수(예를 들면, 402b 및 403b)는 처프 패킷(212)의 대역폭이 모든 주사선에 대하여 일정하게 유지하도록 수정된다. 이 점에 있어서, 보정된 이미지(522)의 열 9에 대한 주사 빔(108)의 편향 각이 조정된다. 보정된 이미지(522)의 열 10과 11은 공칭 값(330a, 331a)과 동일한 처프 패킷 구동 신호(302) 레벨(330c, 331c)을 이용하여 획득된다.

도 6a 및 도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 피측정 물체와 연관된 샘플링 그리드의 x 방향(예를 들면, 샘플 스테이지(120)의 움직임 방향)에서의 오차를 보정하기 위한 런타임 정렬을 보인 도이다. 도 6a를 참조하면, 참조 샘플링 그리드(604)를 가진 참조 이미지(602)는 참조 피처와 연관된 복수의 객체 픽셀(606)을 포함한다. 런타임 정렬이 없는 측정 이미지(612)는 피측정 피처와 연관된 복수의 객체 픽셀(616)을 포함한다. 샘플링된 점의 장소를 규정하는 런타임 정렬 없는 피측정 샘플링 그리드(614)는 참조 샘플링 그리드(604)와 관련하여 정렬불량으로 된다. 구체적으로, 객체 픽셀(616)은 참조 이미지(602)와 관련한 x 방향을 따라 약 1/4 픽셀만큼 시프트된다. 피측정 샘플링 그리드(614)의 이러한 정렬불량은, 비제한적인 예를 들자면, 측정 공정 중에 샘플 스테이지(120)의 부정확한 움직임에 의해 야기될 수 있다. 런타임 정렬은 참조 샘플링 그리드(604)와 정렬된 보정 샘플링 그리드(624)를 가진 보정 이미지(622)를 얻기 위해 피측정 객체에서 샘플링된 장소의 위치를 조정한다. 보정 이미지(622)에서, 피측정 물체와 연관된 객체 픽셀(626)은 적절히 정렬된다.

도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 보정 이미지(622)를 생성하기 위한 런타임 정렬과 연관된 타이밍도이다. 객체 픽셀(614)의 정렬 불량은 연속 주사 간의 지연(310)을 조정함으로써 보정된다. 구체적으로, 보정된 이미지(622)의 열 1-4는 처프 패킷 주파수 램프(303)들 간의 20 시간 사이클(316)의 공칭 지연(310a)으로 획득된다. 보정된 이미지(622)의 열 5는 1/4 픽셀 시프트를 보상하기 위해 25 시간 사이클(316)의 수정된 지연(310b)으로 획득된다. 보정된 이미지(622)의 열 6-11은 20 시간 사이클(316)의 공칭 지연(310a)으로 획득된다. 다른 실시형태에 있어서, x 방향의 정렬 오차는 샘플 스테이지(120)를 조정함으로써 조정된다. 여기에서, x 방향에 따른 정렬 오차는 y 방향에 따른 정렬 오차와 동시에 조정될 수 있다는 점에 주목한다.

여기에서, 상기 설명은 단일 집속 조명 스폿이 주어진 시간에 샘플을 가로질러 주사되는 스폿 주사 시스템에 관한 것임에 주목한다. 이 설명은 단지 예시 목적으로 제공된 것이고 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 일 실시형태에 있어서, 주사선(216)을 따르는 복수의 위치가 동시에 조명되도록 2개 이상의 처프 패킷(212)이 음향-광학 편향기(210)를 통하여 순차적으로 전파한다. 이러한 구성은 멀티스폿 주사 시스템으로서 설명될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 웨이퍼(112)의 표면에서 동시에 집속하는 빔(108)의 이차원 어레이가 주사될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 빔 편향기(106)와 대물 렌즈(110) 사이에 배치된 회절 광학 요소가 주사 빔(108)을 웨이퍼(112)에 동시에 집속하는 복수의 주사 빔(108)으로 동시에 분할한다.

도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 웨이퍼(112)를 가로질러 동시에 주사되는 3개의 주사 빔(108)과 연관된 3개의 이미지 획득 스폿을 가진 시스템(100)을 설명하기 위한 타이밍도이다. 3개의 주사 빔(108)은 업계에 공지된 임의의 방법으로 생성될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 3개의 주사 빔(108)은 주사 빔(108)을 3개의 주사 빔(108)으로 분할하도록 구성된 광학 요소에 의해 생성되고, 여기에서 상기 광학 요소는 빔 편향기(106) 뒤에 그리고 광학 대물 렌즈(110) 앞에 배치된다. 이미지 획득 구동 신호(306-1)와 샘플링 구동 신호(308-1)는 제1 주사 빔(108)과 연관되고, 이미지 획득 구동 신호(306-2)와 샘플링 구동 신호(308-2)는 제2 주사 빔(108)과 연관되며, 이미지 획득 구동 신호(306-3)와 샘플링 구동 신호(308-3)는 제3 주사 빔(108)과 연관된다. 단일의 처프 패킷 구동 신호(302)와 빔 주사 구동 신호(304)는 3개의 스폿 모두와 연관된다.

런타임 정렬은 멀티스폿 시스템(100)에서 각각의 주사 빔(108)에 별도로 적용될 수 있다. 또한, 복수의 주사 빔(108)에서의 런타임 정렬은 복수의 주사 빔(108)의 결합 시야와 연관된 이미징 수차를 부분적으로 보정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 멀티스폿 시스템(100)은 비제한적으로 핀쿠션(pin-cushion) 왜곡 또는 배럴 왜곡을 포함한 수차를 부분적으로 보정할 수 있다. 도 8a 및 도 8b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 멀티스폿 시스템(100)에서 핀쿠션 왜곡의 부분 보정을 보인 것이다. 도 8a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 참조 이미지(802, 832, 862); 런타임 정렬이 없는 측정 이미지(812, 842, 872); 및 런타임 정렬이 있는 3-스폿 시스템(100)과 연관된 보정 이미지(822, 852, 882)를 보인 것이다. 일 실시형태에 있어서, 제1 스폿은 정사각형 피처와 연관된 객체 픽셀(814)을 포함한 이미지를 생성하기 위해 사용되고, 제2 스폿은 코너 피처와 연관된 객체 픽셀(844)을 포함한 이미지를 생성하기 위해 사용되며, 제3 스폿은 선 피처와 연관된 객체 픽셀(874)을 포함한 이미지를 생성하기 위해 사용된다. 핀쿠션 수차가 있기 때문에, 제1 스폿과 연관된 런타임 정렬이 없는 피측정 샘플링 그리드(816)에서의 객체 픽셀(814)은 -y 방향으로 시프트되고, 제2 스폿과 관련된 런타임 정렬이 없는 피측정 샘플링 그리드(846)에서의 객체 픽셀(842)은 정확하게 이미징되며, 런타임 정렬이 없는 피측정 샘플링 그리드(876)에서의 객체 픽셀(874)은 +y 방향으로 시프트된다. 런타임 정렬은 보정된 이미지(822, 882)를 획득하기 위해 스폿 1 및 3과 관련된 샘플 그리드(826, 856, 886)를 조정하고, 여기에서, 보정된 샘플링 그리드(826, 856, 886)는 참조 샘플링 그리드(806, 836, 866)와 정렬된다. 참조 샘플링 그리드(836)와 관련한 보정된 샘플링 그리드(856)를 조정하는데 있어서 수차 보정 조정은 이루어지지 않는다.

도 8b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 보정 이미지(822, 852, 882)를 생성하기 위한 런타임 정렬과 연관된 타이밍도이다. 3개의 스폿들 간의 픽셀들의 정렬불량은 각 스폿과 관련된 지연(312)을 수정함으로써 보정된다. 구체적으로, 스폿 2와 관련된 보정 이미지(852)는 공칭 지연(312-2)을 이용하여 획득되고, 스폿 1과 관련된 보정 이미지(822)는 지연(312-2)보다 1 시간 사이클(316) 더 긴 지연(312-1)을 이용하여 획득되며, 스폿 3과 관련된 보정 이미지(882)는 지연(312-2)보다 1 시간 사이클(316) 더 짧은 지연(312-3)을 이용하여 획득된다.

여기에서, 도 7, 도 8a 및 도 8b와 연관된 3-스폿 시스템(100)은, 대응하는 상기 설명과 함께, 예시 목적으로만 제공된 것이고 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 주목한다. 멀티스폿 시스템은 복수의 주사 빔(108) 및 연관 스폿들을 포함할 수 있다. 또한, 복수의 스폿과 관련된 수차 보정은 각 스폿에 대한 별도의 조정으로 동시에 조정될 수 있다.

여기에서, 도 1 내지 도 9에 도시되고 위에서 설명한 시스템(100)의 광학기기들의 집합은 단지 예시 목적으로만 제공된 것이고 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 주목한다. 다수의 등가적인 또는 추가적인 광학 구성이 본 개시내용의 범위 내에서 활용될 수 있는 것으로 예상된다. 또한, 비제한적으로 순환 대칭 렌즈, 원통형 렌즈, 빔 성형기, 미러, 파장판, 편광자 또는 필터를 포함한 하나 이상의 광학 요소들이 시스템에 배치될 수 있는 것으로 예상된다. 비제한적인 예로서, 원통형 렌즈는 빔 편향기(106) 앞에 배치될 수 있고, 또는 대안적으로, 웨이퍼(112)에서 빔(108)의 공간 윤곽을 수정하기 위해 빔 편향기 뒤에 배치될 수도 있다.

도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 스폿 주사 웨이퍼 검사 시스템의 런타임 정렬 방법(900)의 흐름도이다. 단계 902에서, 조명 빔(102)이 생성된다. 단계 904에서, 제1 이미지가 저장된다. 일 실시형태에 있어서, 제1 이미지에서 픽셀들의 중심 위치는 제1 샘플링 그리드를 규정한다. 단계 906에서, 빔이 하나 이상의 선형 주사선을 따라 샘플의 적어도 일부를 가로질러 선형으로 주사되도록, 구동 신호들의 집합(예를 들면, 구동 신호 302, 304, 306 및/또는 308)이 빔 주사 장치, 샘플을 고정하는 샘플 스테이지, 및 샘플로부터의 광을 수신하는 하나 이상의 검출기 중의 적어도 하나에 전송된다. 일 실시형태에 있어서, 샘플(예를 들면, 웨이퍼)은 제2 이미지를 생성하기 위해 구동 신호들의 집합에 기초하여 하나 이상의 선형 주사선을 따르는 하나 이상의 샘플링된 장소에서 샘플링된다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 샘플링된 장소는 제2 샘플링 그리드를 규정한다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 샘플링된 장소와 연관된 데이터는 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응한다. 단계 908에서, 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부가 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 비교되어 하나 이상의 오프셋 오차를 결정한다. 단계 910에서, 제2 샘플 그리드가 제1 샘플 그리드에 겹쳐지도록 구동 신호 집합 내의 적어도 하나의 구동 신호가 상기 하나 이상의 오프셋 오차에 기초하여 조정된다.

여기에서 설명한 주제는 가끔 다른 컴포넌트에 내장된, 또는 다른 컴포넌트와 접속된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그러한 예시된 구조들은 단지 예를 든 것이고, 사실 많은 다른 구조들이 동일한 기능을 달성하도록 구현될 수 있는 것으로 이해된다. 개념적 관점에서, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트들의 임의의 구성은 바람직한 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 그러므로 특정 기능을 달성하기 위해 여기에서 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 구조 또는 중간 컴포넌트와 관계없이 바람직한 기능이 달성되도록 서로 "연관"된 것으로 보여질 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 관련된 임의의 2개의 컴포넌트는 바람직한 기능을 달성하기 위해 서로 "접속" 또는 "결합"된 것으로 또한 보여질 수 있고, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 바람직한 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능한" 것으로 또한 보여질 수 있다. 결합 가능한 것의 구체적인 예로는, 비제한적인 예를 들자면, 물리적으로 상호작용 가능한 및/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 무선으로 상호작용 가능한 및/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 논리적으로 상호작용 가능한 및/또는 논리적으로 상호작용하는 컴포넌트가 있다.

본 개시내용 및 그 부수적인 많은 장점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지고, 개시된 주제로부터 벗어나지 않고, 또는 개시된 주제의 중요한 장점들을 모두 희생하지 않고 컴포넌트들의 형태, 구성 및 배열에 있어서 각종 변화가 있을 수 있다는 것은 명백하다. 전술한 형태는 단순히 예시한 것이고, 첨부된 청구범위는 그러한 변화를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 발명은 첨부된 청구범위에 의해 규정된다는 점을 이해하여야 한다.

Claims

런타임 정렬 기능(run-time alignment)이 있는 스폿 주사 이미징 시스템에 있어서,
샘플 스테이지 상에 배치된 샘플을 가로질러 조명 빔을 선형으로 주사하도록 구성된 빔 주사 장치와;
상기 샘플로부터 광을 수신하도록 배치된 하나 이상의 검출기와;
상기 빔 주사 장치, 상기 샘플 스테이지, 및 상기 하나 이상의 검출기에 통신 가능하게 결합된 제어기
를 포함하고, 상기 제어기는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하며, 상기 프로그램 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
제1 이미지를 수신하게 하고 - 상기 제1 이미지에서의 픽셀들의 중심 위치가 제1 샘플링 그리드를 규정함 -;
하나 이상의 주사선을 따라 상기 샘플의 적어도 일부를 가로질러 상기 빔을 주사하기 위해 상기 빔 주사 장치 또는 상기 샘플 스테이지 중 적어도 하나에 빔 주사 구동 신호를 전송하게 하고;
상기 제1 샘플링 그리드에 대응하는 상기 샘플에서의 하나 이상의 선택된 위치로부터 수신된 광과 연관되는 이미지 데이터를 생성하기 위하여 상기 하나 이상의 검출기에 이미지 취득 구동 신호를 전송하게 하고 - 상기 하나 이상의 검출기는 하나 이상의 샘플링된 위치로부터 수신된 광과 연관되는 이미지 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 샘플링된 위치는 제2 샘플링 그리드를 규정하고 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응함 -;
하나 이상의 샘플링 오프셋 오차를 결정하기 위해 상기 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 상기 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 즉석에서(on the fly) 비교하게 하고;
상기 빔 주사 구동 신호 또는 상기 이미지 취득 구동 신호 중 적어도 하나에 의해, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하게 하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 것은,
상기 빔 주사 구동 신호에 대하여 상기 이미지 획득 구동 신호의 상대 지연을 조정하는 것을 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제2항에 있어서, 상기 빔 주사 구동 신호에 대하여 상기 이미지 획득 구동 신호의 상대 지연을 조정하는 것은, 상기 하나 이상의 주사선을 따라 상기 하나 이상의 샘플링된 위치를 개별적으로 조정하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제1항에 있어서, 상기 빔 주사 장치는 음향-광학 편향기(acousto-optic deflector)를 포함하고, 상기 음향-광학 편향기는 상기 음향-광학 편향기의 길이를 따라 전파되는 처프 패킷(chirp packet)을 생성하도록 구성되며, 상기 처프 패킷은 중간 주사선을 따라 상기 빔의 적어도 일부를 집속하고 주사하며,
상기 시스템은,
상기 중간 주사선으로부터 상기 집속되고 주사된 빔을 상기 하나 이상의 주사선의 한 주사선으로서 상기 샘플에 중계(relay)하도록 배치된 하나 이상의 렌즈를 포함하는 릴레이 렌즈 어셈블리를 더 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 것은,
상기 처프 패킷의 시작 주파수 또는 종료 주파수 중 적어도 하나를 조정함으로써 상기 하나 이상의 주사선의 한 주사선의 시작 위치 또는 종료 위치 중 적어도 하나를 조정하는 것을 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제5항에 있어서, 상기 시작 주파수와 상기 종료 주파수는 상기 처프 패킷의 대역폭이 일정하게 유지되도록 동시에 조정되는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제6항에 있어서, 상기 처프 패킷에 의해 집속된 상기 빔의 적어도 일부는 상기 샘플 상에서 일정한 축상 초점 위치(axial focal position)를 유지하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제1항에 있어서, 상기 샘플에서의 상기 빔의 스폿 크기는 상기 샘플에서의 상기 빔의 위치와 무관한 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제1항에 있어서, 결함 검출 감도가 상기 샘플에서의 빔 위치와 무관한 스폿 주사 이미징 시스템.
제1항에 있어서, 상기 빔 주사 장치는, 음향-광학 빔 편향기, 전기-광학 빔 편향기, 다각형 스캐너, 공진 스캐너, 또는 검류계 스캐너(galvanometer scanner), 중 적어도 하나를 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제1항에 있어서, 상기 빔 주사 장치는 상기 빔을 상기 샘플에 집속하도록 배치된 대물 렌즈를 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
런타임 정렬 기능이 있는 스폿 주사 이미징 시스템에 있어서,
조명 빔을 생성하도록 구성된 조명원과;
음향-광학 편향기 - 상기 음향-광학 편향기는 상기 음향-광학 편향기의 길이를 따라 전파되는 처프 패킷을 생성하도록 구성되며, 상기 처프 패킷은 중간 주사선을 따라 상기 빔의 적어도 일부를 집속하고 주사함 - 와;
상기 집속되고 주사된 빔을 샘플 스테이지 상에 고정된 샘플에 중계하도록 배치된 하나 이상의 렌즈를 포함하는 릴레이 렌즈 어셈블리와;
상기 샘플로부터 광을 수신하도록 배치된 하나 이상의 검출기와;
상기 음향-광학 편향기 및 상기 하나 이상의 검출기 중 적어도 하나의 검출기에 통신 가능하게 결합된 제어기
를 포함하고, 상기 제어기는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하며, 상기 프로그램 명령어는 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
제1 이미지를 수신하게 하고 - 상기 제1 이미지에서의 픽셀들의 중심 위치가 제1 샘플링 그리드를 규정함 -;
하나 이상의 선형 주사선을 따라 상기 샘플의 적어도 일부를 가로질러 상기 빔을 주사하기 위해 빔 주사 장치 또는 상기 샘플 스테이지 중 적어도 하나에 빔 주사 구동 신호를 전송하게 하고;
상기 제1 샘플링 그리드에 대응하는 상기 샘플에서의 하나 이상의 선택된 위치로부터 수신된 광과 연관되는 이미지 데이터를 생성하기 위하여 상기 하나 이상의 검출기에 이미지 취득 구동 신호를 전송하게 하고 - 상기 하나 이상의 검출기는 상기 하나 이상의 샘플링된 위치로부터 수신된 광과 연관되는 이미지 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 샘플링된 위치는 제2 샘플링 그리드를 규정하고 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응함 -;
하나 이상의 샘플링 오프셋 오차를 결정하기 위해 상기 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 상기 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 즉석에서 비교하게 하고;
구동 신호 세트에서의 상기 빔 주사 구동 신호 또는 상기 이미지 취득 구동 신호 중 적어도 하나에 의해, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하게 하도록 구성되는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 것은,
상기 처프 패킷의 시작 주파수 또는 종료 주파수 중 적어도 하나를 조정함으로써 상기 하나 이상의 주사선의 한 주사선의 시작 위치 또는 종료 위치 중 적어도 하나를 조정하는 것을 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제13항에 있어서, 상기 시작 주파수와 상기 종료 주파수는 상기 처프 패킷의 대역폭이 일정하게 유지되도록 동시에 조정되는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제14항에 있어서, 상기 처프 패킷에 의해 집속된 상기 빔의 적어도 일부는 상기 샘플 상에서 일정한 축상 초점 위치를 유지하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제12항에 있어서, 상기 음향-광학 빔 편향기와 연관된 구동 신호의 지속기간(duration)은, 상기 처프 패킷이 상기 음향-광학 편향기를 가로질러 전파되는데 필요한 시간보다 작은 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제12항에 있어서, 상기 음향-광학 검출기는 순서대로 상기 음향-광학 검출기를 가로질러 전파되는 2개 이상의 처프 패킷을 동시에 생성하고, 상기 2개 이상의 처프 패킷은 상기 중간 주사선을 따라 상기 빔의 2개 이상의 부분을 동시에 집속하고 주사하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 것은,
상기 빔 주사 구동 신호에 대하여 상기 이미지 획득 구동 신호의 상대 지연을 조정하는 것을 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제18항에 있어서, 상기 빔 주사 구동 신호에 대하여 상기 이미지 획득 구동 신호의 상대 지연을 조정하는 것은, 상기 하나 이상의 선형 주사선을 따라 상기 하나 이상의 샘플링된 위치를 개별적으로 조정하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제12항에 있어서, 상기 릴레이 렌즈 어셈블리는 중간 선형 경로를 따라 집속되고 주사된 상기 빔을 시준하도록 배치된 릴레이 렌즈를 포함하고, 상기 릴레이 렌즈 어셈블리는 상기 빔을 상기 샘플 상에 집속하도록 배치된 대물 렌즈를 더 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제20항에 있어서, 상기 대물 렌즈의 광축은 상기 릴레이 렌즈의 광축으로부터 시프트되고, 상기 대물 렌즈의 초점면은 상기 샘플에 평행하고 상기 샘플에 근접한 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제12항에 있어서,
상기 음향-광학 빔 편향기 앞에 배치된 빔 스캐너를 더 포함하고, 상기 빔 스캐너는 상기 처프 패킷을 연속적으로 조명하기 위해 상기 빔을, 상기 음향-광학 빔 편향기의 길이를 가로질러 전파되는 처프 패킷에 지향시키는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
제22항에 있어서, 상기 빔 스캐너는,
음향-광학 빔 편향기, 전기-광학 빔 편향기, 다각형 스캐너, 공진 스캐너, 또는 검류계 스캐너, 중 적어도 하나를 포함하는 것인 스폿 주사 이미징 시스템.
스폿 주사 샘플 검사 시스템의 런타임 정렬 방법에 있어서,
조명 빔을 생성하는 단계와;
제1 이미지를 수신하는 단계 - 상기 제1 이미지의 픽셀들의 중심 위치가 제1 샘플링 그리드를 규정함 - 와;
하나 이상의 주사선을 따라 상기 샘플의 적어도 일부를 가로질러 상기 빔을 주사하기 위해 빔 주사 장치 또는 상기 샘플을 고정하기 위한 샘플 스테이지 중 적어도 하나에 빔 주사 구동 신호를 전송하는 단계와;
상기 제1 샘플링 그리드에 대응하는 상기 샘플에서의 하나 이상의 선택된 위치로부터 수신된 광과 연관되는 이미지 데이터를 생성하기 위하여 하나 이상의 검출기에 이미지 취득 구동 신호를 전송하는 단계 - 상기 하나 이상의 검출기는 하나 이상의 샘플링된 위치로부터 수신된 광과 연관되는 이미지 데이터를 생성하고, 상기 하나 이상의 샘플링된 위치는 제2 샘플링 그리드를 규정하고 제2 이미지의 하나 이상의 픽셀에 대응함 - 와;
하나 이상의 샘플링 오프셋 오차를 결정하기 위해 상기 제2 샘플링 그리드의 적어도 일부를 상기 제1 샘플링 그리드의 적어도 일부와 즉석에서 비교하는 단계와;
상기 빔 주사 구동 신호 또는 상기 이미지 취득 구동 신호 중 적어도 하나에 의해, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 단계
를 포함하는 런타임 정렬 방법.
제24항에 있어서, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 단계는,
상기 빔 주사 구동 신호에 대하여 상기 이미지 획득 구동 신호의 상대 지연을 조정하는 단계를 포함하는 것인 런타임 정렬 방법.
제24항에 있어서, 상기 빔 주사 장치는,
음향-광학 편향기를 포함하고, 상기 음향-광학 편향기는 상기 음향-광학 편향기의 길이를 따라 전파되는 처프 패킷을 생성하도록 구성되며, 상기 처프 패킷은 상기 빔의 적어도 일부를 집속하고 주사하며, 상기 하나 이상의 샘플링 오프셋 오차에 기초하여 상기 제1 샘플링 그리드와 겹쳐지도록 즉석에서 상기 제2 샘플링 그리드를 조정하는 단계는,
상기 처프 패킷의 시작 주파수 또는 종료 주파수 중 적어도 하나를 조정하는 단계를 포함하는 것인 런타임 정렬 방법.