KR102416784B1 - 임의의 입사각에서의 코히어런트 회절 영상 - Google Patents

임의의 입사각에서의 코히어런트 회절 영상 Download PDF

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보셩 장
매튜 디. 시버그
다니엘 이. 아담스
Henry C. Kapteyn
마가렛 엠. 머네인
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보셩 장
매튜 디. 시버그
다니엘 이. 아담스
Henry C. Kapteyn
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Abstract

입사 조명(20, 21)의 임의의 각도(17)에서의 코히어런트 회절 영상을 위한 장치 및 방법은 검출기 픽셀 어레이(초기 그리드)(27)로부터, 재매핑된 패턴 상에서의 FFT를 가능하게 하도록 선택되는 균일한 공간 주파수 그리드(최종 그리드(202)로 검출된 회절 강도 패턴(212)을 고속 매핑하는 방법을 이용한다. 이는 공간 주파수에서 선형인 최종 그리드를 생성하도록 선택된 중간 그리드에 초기 그리드를 재매핑함으로써 달성된다. 초기 그리드는 최종 그리드에 대응하도록 계산된 중간 그리드로 재매핑(일반적으로 보간법에 의해)된다. 일반적으로, 초기 그리드(x,y)는 공간적으로 균일하고, 중간 그리드
Figure 112017029978917-pct00041
는 공간 주파수가 비균일하며, 최종 그리드
Figure 112017029978917-pct00042
는 공간 주파수가 균일하다.

Description

임의의 입사각에서의 코히어런트 회절 영상{COHERENT DIFFRACTIVE IMAGING WITH ARBITRARY ANGLE OF INCIDENCE}
본 발명은 현미경 및 코히어런트 광을 사용하는 다른 형태의 영상에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 임의의 입사각에서의 코히어런트 회절 영상(coherent diffractive imaging, CDI)에 관한 것이다.
코히어런트 회절 영상(CDI), 예를 들어 티코그래피(ptychography)는 파장- 및 회절-제한 영상을 가능하게 하는 신기술이다. 도 1a(선행 기술)는 입사 방사선(10)이 수직 입사로 대상물(11)을 조명하고, 투과 산란장(scattering field, 12)이 검출기(13) 상에서 측정되는 종래의 2차원 투과 CDI 시스템을 도시하고 있다.
도 1b(선행 기술)는 반사 전의 입사 방사선(14)이 입사 방사선(10)으로서 거울(15)에서 반사되고, 근-수직 입사(입사각 θi(17)은 0도에 가까움)로 대상물(11)을 조명하는 종래의 2차원 반사 CDI를 도시하고 있다.
도 1c는 그레이징 입사(입사각 θi(17)은 90도에 가까움)의 반사 기하 구조의 CDI를 도시하고 있다. 비-수직 입사의 경우, 측정된 회절 패턴에 명백한 왜곡이 있고, 왜곡을 보정하는 방법이 선행 기술에 도입되었다(예를 들어, Gardner, D. F. et al., Opt. Express 20, 19050-9, 2012 참조). 이 방법에서, 검출기 상의 각 위치에 대해 공간 주파수가 계산된 후, 계산된 비균일한 주파수 그리드로부터 균일한 주파수 그리드로 산란 패턴이 재매핑된다. 이 방법은 비균일한 그리드로부터 통상적으로 삼각 측량을 포함하는 균일한 그리드로의 재매핑을 필요로 하기 때문에 시간이 오래 걸린다.
종래의 CDI가 상기 구성으로 제한된다는 사실은 몇 가지 단점을 가져온다: 즉, 1) 영상 기하 구조의 자유를 제한하고; 2) 반사 CDI의 경우, 검출을 위해 이용 가능한 산란이 매우 좁은 범위여서 재구성된 이미지에서 저해상도를 초래하며; 3) 대상물의 반사율이 거의 0도 입사로 낮을 수 있다. 임의의 입사각 및 효율적인 계산을 이용하여 CDI를 가능하게 하는 방법 및 장치에 대한 필요성이 본 기술 분야에 존재한다.
본 발명의 목적은 임의의 입사각에서의 효율적인 CDI를 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 현미경 및 코히어런트 광을 사용하는 다른 형태의 영상을 위한 실제 기술의 개발을 포함한다. 특히, 단파장 심자외선(deep-UV), 진공 자외선(vacuum ultraviolet, VUV), 극자외선(extreme ultraviolet, EUV) 및 연 X-선(soft x-ray, SXR) 소스와 함께 코히어런트 회절 영상 기술의 사용은 회절-제한 영상을 위한 새로운 방법론이 가능하며, 개구수(numerical aperture, NA)는 수집된 광의 입체각에만 의존한다. 스펙트럼의 VUV-EUV-SXR 영역에서, 영상 광학계(imaging optic)에 대한 필요성을 제거하면 고-NA로, 즉, 근파장-제한 해상도로 영상화의 전망을 획기적으로 개선할 수 있다.
본 발명의 실시형태는 측정된 산란 패턴을 처리하기 위한 고속 수치 기법을 제공하므로, 이미지의 재구성에서 고속 푸리에 변환(Fast Fourier transform, FFT)과 함께 사용하기 용이하다.
본 발명의 실시형태는 반사 및 투과 모두에서 임의의 입사각으로 대상물을 영상화하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시형태는 임의의 선택 각도에서 다중 파장 조명으로 대상물을 영상화하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시형태는 고-NA로 동적 과정을 영상화하는 방법 및 장치를 제공한다.
검출기 픽셀 어레이(초기 그리드)로부터 균일한 공간 주파수 그리드(최종 그리드)로, 검출된 회절 강도를 고속으로 재맵핑하는 방법은 최종 그리드 상에서 FFT를 가능하게 한다. 이는 공간 주파수가 선형인 최종 그리드를 생성하도록 선택된 중간 그리드에 초기 그리드를 재매핑함으로써 달성된다. 초기 그리드는 최종 그리드에 대응하도록 계산된 중간 그리드로 재매핑(일반적으로 보간법에 의해)된다. 일반적으로, 초기 그리드(x,y)는 공간적으로 균일하고, 중간 그리드
Figure 112017029978917-pct00001
는 공간 주파수가 비균일하며, 최종 그리드
Figure 112017029978917-pct00002
는 공간 주파수가 균일하다.
본 발명은 a) 수직 입사 구성 및 b) 재매핑이 선행 기술에서 "기울어진 평면 보정"으로 불리는 것을 포함하는 비-수직 입사 구성을 포함하는 임의의 고-NA 회절 영상 구성에 대한 이미지 재구성에 사용될 수 있다(Gardner, D. F. et al., Opt. Express 20, 19050-9, 2012).
임의의 입사각에서 샘플을 영상화할 수 있는 영상 장비는 a) 방사선원; b) 샘플에 빛을 응축시키기 위한 집속 광학계(들); c) 주사 티코그래피로 구성된다. 이 장비는 구동 레이저의 고차 고조파 상향변환(high-order harmonic upconversion)으로부터의 광원을 가질 수 있다. 이는 투과 모드 구성 또는 반사 모드 구성에서 작동할 수 있다.
이 장비는 현미경의 작동 거리를 줄이지 않고도 양호하게 제한된 조명을 형성하기 위해 샘플 가까이에 위치시키는 대신, 집속 요소의 상류 멀리서 진공 아이리스(iris)를 사용할 수 있다.
집속 광학계는 축외(off-axis) 또는 그레이징 입사 집속 광학계(일반적으로 타원형 거울 또는 도넛형(toroidal) 거울)일 수 있다. 집속 광학계는 오목 EUV 다층 거울을 사용할 수 있다.
고차 고조파 변환은 자기 영상을 위한 선형, 원형 및 타원형 편광을 포함하는 임의의 편광 상태일 수 있다. 영상화는 고차 고조파 또는 다른 다중 파장 조명의 빗(comb)을 사용하여 임의의 입사각에서 샘플의 초분광(hyperspectral) 티코그래피 영상을 수행하여 이루어질 수 있다.
고조파의 빗은 초분광 영상에 사용될 수 있다
조명 스펙트럼은, 조명을 위한 최적의 스펙트럼을 얻기 위해 고조파 생성, 박막 EUV 필터와 같은 스펙트럼 필터, 스펙트럼 평면에서의 스펙트럼 변조를 이용하는 영분산 확장기(zero-dispersion stretcher) 및 다층 또는 그레이징 입사 반사의 조합을 사용하여 코히어런트 영상을 위해 맞춰질 수 있으며, 하나 이상의 파장 또는 명확한 연속 대역폭을 포함할 수 있다.
티코그래피를 사용하는 방법은 샘플에서 조명 파면(wavefront)에 대한 정보를 얻은 다음, 획득한 파면을 사용하는 키홀 영상(keyhole imaging )을 사용한다.
스트로보스코픽(stroboscopic) 영상은 주사 반사 모드 티코그래피를 사용한다.
도 1a 내지 도 1c(선행 기술)는 종래의 CDI 구성을 나타내는 개략도이다. 도 1a(선행 기술)는 투과 기하 구조에서 CDI를 도시한다. 도 1b(선행 기술)는 근-수직 입사의 반사 기하 구조에서의 CDI를 도시한다. 1c(선행 기술)는 그레이징 입사의 반사 기하 구조에서의 CDI를 도시한다.
도 2a는 공간적으로 균일한 그리드를 일반적으로 포함하는 픽셀 어레이 검출기로 캡쳐된 임의의 입사각에서 CDI를 위한 본 발명에 따른 영상 장치를 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 2b는 검출기 픽셀 어레이로부터 최종(일반적으로 균일한 공간 주파수) 그리드로의 고속 재매핑 과정을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 재매핑 알고리즘을 선행 기술의 재매핑 알고리즘과 대조하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 재매핑 알고리즘을 더욱 상세히 설명하는 흐름도이다.
또한, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시형태를 구현하기 위해 사용되는 다양한 구성의 HHG 티코그래피 현미경의 개략도이다. 도 5a는 집속 광학계로서 타원형 거울을 사용한다. 도 5b는 집속 광학계로서 EUV 거울을 사용한다. 도 5c는 투과형 구성이다.
도 6은 본 발명에 따른 반사 모드 HHG 티코그래피 현미경으로부터의 진폭 및 위상 영상을 종래의 주사 전자 현미경으로부터의 이미지와 대조하여 도시한다.
도 7은 도 6의 재구성 단계에서 계산된 높이 프로파일을 나타낸다.
도 8은 고차 고조파의 빗을 사용하는 초분광 영상을 도시한다.
도 9a 내지 9c는 티코그래피로부터 재구성된 프로브를 사용하는 키홀 CDI를 도시한다.
도 2a는 공간적으로 균일한 그리드(27)를 일반적으로 포함하는 검출기 픽셀 어레이(25)로 캡쳐된 임의의 입사각(17)에서 CDI를 위한 본 발명에 따른 영상 장치를 도시하는 개략적인 블록도이다. 도 2b는 검출기 픽셀 어레이 그리드(27)로부터 최종(일반적으로 균일한 공간 주파수) 그리드(202)로의 고속 재매핑(34) 과정을 도시하는 개략적인 블록도이다.
도 2a는 임의의 입사각 θi(17))에서의 코히어런트 회절 영상(CDI)을 도시하고 있다. 대상물(22)은 투과된 입사빔(20) 또는 반사된 입사빔(21)에 의해 조명된다. 회절 강도(24)는 검출기(25)에 의해 측정된다. 검출기(25)는 일반적으로 균일한 픽셀 어레이이고, 따라서 초기 그리드(27)는 공간적으로 균일하다. 회절장 크기(212)는 회절 강도(26)를 기반으로 한다.
도 2b는 초기 균일 검출기 그리드(27)로부터 중간(비균일 공간 주파수) 그리드(29)로 회절장 크기(212)의 재매핑(34)을 수행하는 방법을 도시하고 있다. 중간 그리드(29)는 단계 206에서 최종(균일한 공간 주파수) 그리드(202)로부터 계산된다. 재매핑된 패턴(28)은 이후 CDI 재구성에서 고속 푸리에 변환과 함께 사용하기 용이하다.
도 3은 종래의 저속 재매핑 방법과 본 발명의 고속 재매핑 방법을 비교한다. 목표는 균일한 검출기 그리드(x,y)(27)로부터 선택된 균일한 공간 주파수 그리드(fx,fy)(202)로의 푸리에 변환 크기를 얻는 것이다.
선행 기술에서, 먼저 검출기 그리드에 해당하는 공간 주파수 그리드(fx,fy)(302)가 계산된다. (fx,fy)(302)는 (x,y)(27)와의 비선형 관계 때문에 비균일한 것으로 밝혀졌다. 이후, 푸리에 변환 크기는 비균일한 그리드(fx,fy)(302)로부터 균일한 그리드
Figure 112017029978917-pct00003
(202)로 재매핑되는데, 이는 비균일한 그리드로부터 균일한 그리드로의 재매핑이 삼각 측량을 포함하기 때문에 시간 소모적인 과정이다.
본 발명의 구현에 있어서, 본 발명자들은 우선 단계 206에서 궁극적으로 원하는 그리드
Figure 112017029978917-pct00004
(202)에 해당하는 중간 비균일 공간 그리드
Figure 112017029978917-pct00005
(29)를 계산한다. 이후, 단계 34에서 푸리에 변환 크기(44)가 초기 균일 그리드(x,y)(27)로부터 중간 비균일 그리드
Figure 112017029978917-pct00006
(29)로 재맵핑된다. 균일한 그리드로부터 비균일한 그리드로의 재매핑은 다른 방법보다도 빠르다. 핵심은 홀로그래픽 현미경(예를 들어, Kreuzer, US 6,411,406 B1 참조)에서 수행된 것과 유사하게, 고속 푸리에 변환의 궁극적인 사용을 가능하게 하는 적절한 좌표 변환을 선택하는 것이다.
도 4는 고속 재매핑을 수행하기 위한 상세한 절차의 일례를 도시하고 있다. 과정으로의 입력은 초기 공간 그리드(27), 계산된 회절장 크기(212), 최종 공간 주파수 그리드(202), 측정된 거리 zds(211) 및 조명 입사각 θi(17)이다. 회절장 크기(212)는 직접 측정된 회절 강도(26)로부터 계산될 수 있다: 우선, 회절장으로부터가 아닌 비-제로 배경을 빼고, 입사 광자 방향과 검출기 수직 방향 사이의 각도의 코사인을 나누는 것과 같은 특정 전처리가 수행된다. 둘째로, 제곱근을 취하여 처리된 강도(회절장 크기 제곱)로부터 회절장 크기(212)로 변환한다.
일반성을 잃지 않고, 모든 좌표계를 선택할 수 있지만 본 예에서는 xy-평면이 샘플 평면에 있고 xz-평면이 도 2a의 좌표계(210)와 같은 입사파(incident wave) 벡터
Figure 112017029978917-pct00007
에 평행한 평면을 선택한다. 이후, 샘플 평면상의 임의의 점은
Figure 112017029978917-pct00008
로 표시되고,
Figure 112017029978917-pct00009
는
Figure 112017029978917-pct00010
와 같이 나타낼 수 있다. 본 발명자들은 z = z(x,y)가 검출기 그리드(x,y)(27) 상의 임의의 점에 대한 z 좌표라고 가정한다. 일부 표기에서, z는 x와 y로부터 결정될 수 있기 때문에, 예를 들어, E Det (x,y)는 E Det (x,y,z)와 동일한 것을 의미하기 때문에 명시적으로 나타내지 않는다. 이후, 검출기 상의 점
Figure 112017029978917-pct00011
에서, 검출기 상의 회절장은 제 1 레일리-좀머펠트 적분(Rayleigh-Sommerfeld integral)에 의해 샘플 E Smp (x',y')에서의 출구 표면파와 관련될 수 있고, 이 적분은,
Figure 112017029978917-pct00012
(1)이고,
여기서 Σ는 샘플 평면, λ는 입사 방사선의 파장, k = 2π/λ는 각파수(angular wave number), R은 샘플 점(x',y',0)에서 (x,y,z)까지의 거리이다. 본 발명자들은 비-수직 입사 경우에 대해 장에서의 선형 위상을 명시적으로 나타내는 것에 주목하라.
Figure 112017029978917-pct00013
와 및 원거리 조건
Figure 112017029978917-pct00014
(D는 샘플의 물리적 크기임)을 가정하면, 방정식 (1)은 2D 푸리에 변환으로 근사화된다:
Figure 112017029978917-pct00015
(2)
여기서
Figure 112017029978917-pct00016
이며
Figure 112017029978917-pct00017
는 정규화된 입사파 벡터이다.
zds가 샘플에서부터 검출기 평면(211)까지의 거리임을 가정하면,
Figure 112017029978917-pct00018
는 검출기 평면의 법선 벡터이고, 검출기 상의 임의의 점
Figure 112017029978917-pct00019
은 다음을 만족한다:
Figure 112017029978917-pct00020
방정식 (2)와 함께, 검출기 상의 측정된 회절장 크기
Figure 112017029978917-pct00021
(212)로부터, 샘플-평면 E-장
Figure 112017029978917-pct00022
(44)의 푸리에 변환의 크기를 방정식 (6)을 사용하여 계산할 수 있다(단계 48):
Figure 112017029978917-pct00023
CDI 재구성에서 고속 푸리에 변환(FFT)을 사용하기 위해, 본 발명자들은 주파수의 비균일한 그리드(f x , f y )에 해당하는 검출기 픽셀 좌표의 균일한 그리드 대신에, 주파수의 비균일한 그리드
Figure 112017029978917-pct00024
상에서 E-장 푸리에 변환 크기를 사용해야 한다.
Figure 112017029978917-pct00025
로부터
Figure 112017029978917-pct00026
를 구하는 가장 간단한 방법은 다음과 같다: 우선, 방정식 (3)과 (4)를 사용하여 모든 픽셀의 좌표(x,y,z)에 대해 (f x , f y )를 계산하면, 비균일한 그리드가 된다; 둘째로, 비균일한 그리드(f x , f y )로부터 균일한 그리드
Figure 112017029978917-pct00027
로 E 크기를 보간한다. 이 방법은 직관적이지만, 비균일한 그리드로부터 균일한 그리드로의 보간은 일반적으로 삼각 측량 방법을 포함하기 때문에 시간 소모적이다. 대신, 본 발명자들은 훨씬 빠른 다른 접근법을 사용한다.
Figure 112017029978917-pct00028
은
Figure 112017029978917-pct00029
에 의해 정규화된, 선택된 균일한 주파수 그리드(202)임을 가정하자. 우선, 본 발명자들은 측정된 거리 zds(211)와 각도 θi(17)를 사용하여 방정식 (3), (4) 및 (5)로부터 선택되는 균일한 그리드
Figure 112017029978917-pct00030
(202)에 해당하는 좌표
Figure 112017029978917-pct00031
(29)를 계산한다:
Figure 112017029978917-pct00032
여기서
Figure 112017029978917-pct00033
이다.
그런 다음, 단계 34에서, 본 발명자들은 (x,y)(27)로부터
Figure 112017029978917-pct00034
(29)로
Figure 112017029978917-pct00035
(44)를 보간하여 푸리에 변환 크기
Figure 112017029978917-pct00036
(28)를 얻는다. 이중선형 보간법(bilinear interpolation)과 이중3차 보간법(bicubic interpolation) 또는 그 밖의 여러 보간법과 같은 보간 방법은 2D 균일 그리드에서 2D 비균일 그리드로 보간할 수 있으며 이전 보간 방법보다 훨씬 빠르다.
요약하면, 고속 재매핑(34)을 수행하는 단계는 다음과 같다:
1. 입력은 검출기 그리드(x,y)(27), 각각의(x,y)의 그리드 점 z(x,y)에 대한 z 값, 검출기 상에서 계산된 회절장 크기 E Det (x,y,z)(212), 주어진 공간 주파수 그리드
Figure 112017029978917-pct00037
(202) 및 두 개의 실험 파라미터 θi(17) 및 z ds ( (211)이다.
2. 방정식 (6)을 사용하여 검출기 그리드(x,y)(27) 상에서 푸리에 변환 크기
Figure 112017029978917-pct00038
(또는 이전에 나타낸
Figure 112017029978917-pct00039
(44)를 계산한다. 이는 단계 48이다.
3. 방정식 (7)을 사용하여 원하는 그리드
Figure 112017029978917-pct00040
(29)를 계산한다. 이는 단계 206이다.
4. 검출기 그리드(27)로부터 원하는 그리드(29)로 푸리에 변환 크기를 보간한다. 이는 단계 34이다.
방정식 (7) 및 (8)에서 알 수 있듯이, 고속 재매핑은 파장 독립적이어서 입사 방사선이 여러 파장을 포함하는 초분광 영상에 적합하다.
회절에서의 왜곡은 비-수직 입사로 더욱 분명해 보이지만, 넓은 수집 각도 또는 높은 개구수 (NA)로, 심지어는 수직 입사에 대해 측정된 임의의 회절에 대해, 재매핑을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 재매핑은 공간 주파수 좌표가 검출기 픽셀 좌표와 비선형 관계를 갖기 때문에 모든 고-NA 구성에 대해 간단하게 더욱 양호한 결과를 가져온다. 재매핑에 대한 대안은 비균일 FFT를 사용하는 것일 수 있다.
도 5a는 입사 방사선 소스로서 고차 고조파 발생(high harmonic generation, HHG)을 이용하여 임의의 입사각에서 대상물을 영상화할 수 있는 티코그래피 현미경의 일 실시형태를 도시하고 있다. Ti:사파이어 레이저 빔과 같은 구동 레이저 빔(501)은 매체(502) 내의 원자와 상호 작용하고, 생성된 HHG 빔은 잔여 구동 빔(503)과 함께 ~ 1 mm 크기를 갖고 집속 광학계(507 또는 508(도 5b 참조)) 상류 멀리(1 m) 위치하는 진공 아이리스를 통해 전파된다. 진공 아이리스(504)는 빔 형상에 강성 에지를 임프린트하면서 빔의 대부분을 통과시킨다. 스펙트럼 필터, 리젝터 거울 또는 다층 거울을 포함하는 다양한 선택(optional) 광학 요소들(505)은 빔을 조정하거나, 구동 레이저를 필터링하거나, HHG 빔의 스펙트럼을 수정하는 역할을 할 수 있다. HHG 빔은 이후 샘플(510)의 작은 영역을 조명하도록 집속된다.
도 5a 및 도 5b는 예시로서 집속하는 두 가지 가능한 방법을 도시하고 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 조명(506)을 집속하기 위해 타원형 거울 또는 도넛형 거울을 포함하는 축외 광학계(507)가 사용되는 반면, 도 5b에서는, 근-수직 입사에서의 거울(508)이 이러한 목적을 제공한다. 또한, 렌즈 또는 프레넬 존 플레이트(Fresnel zone plate)와 같은 투과 광학계를 사용하여 광을 집속하는 것이 가능하다. 축외 광학계(507)의 사용은 일반적으로 근-수직 입사 거울(508)보다 큰 주사 영역을 제공한다. 요소(505) 및 집속 광학계(507, 508)는 여러 개의 고조파보다 단색인 하나의 고조파만을 선택하기 위해 적어도 하나의 다층 거울을 포함할 수 있다. 집속된 빔(509)은 이후 임의의 입사각 θi(17)으로 샘플(510)을 조명한다. 산란된 광은 도 5a에 도시된 바와 같은 반사 기하 구조 또는 도 5b에 도시된 바와 같은 투과 기하 구조를 사용하여 측정될 수 있다. 샘플은 티코그래피 주사를 위해 다축 주사 스테이지(미도시) 상에 장착된다. 회절장(512)의 크기를 측정하기 위해, 예를 들어 CCD 또는 CMOS와 같은 픽셀 어레이 검출기(513)가 이용된다.
일례로서, 본 발명자들은 실리콘 웨이퍼 상에 증착된 대략 30 nm 두께의 티타늄으로 구성된 테스트 대상물을 영상화하기 위해 본 발명의 영상 장비를 사용했다. 고속 재매핑은 대략 200 개의 회절 패턴으로 이루어진 티코그래피 주사에서 각각 회절 패턴에 대해 수행된다. 고속 재매핑 알고리즘은 현미경 재구성 단계의 실제 구현에서 유용하다.
도 6은 샘플의 진폭 및 위상의 CDI 재구성을 주사형 전자 현미경 이미지와 비교하여 도시하고 있다. 반사 모드 HHG 티코그래피 현미경의 진폭(왼쪽)과 위상(중앙) 이미지를 SEM 이미지(오른쪽)와 비교한다. 왼쪽 아래 모서리의 검은 색 눈금 막대는 10 μm를 나타낸다. 전체 주사의 노출 시간은 1 분이 소요되고, 개구수는 수평으로 0.22 및 수직으로 0.39이며, 각각 66 nm 및 37 nm의 수평 및 수직 하프 피치 분해능을 지원한다.
도 7은 도 6의 재구성된 위상으로부터 계산된 높이 프로파일을 도시한다. 다시, 왼쪽 아래 모서리의 검은 색 눈금 막대는 10 μm를 나타낸다.
본 발명에 따른 현미경은 리소그래피용 마스크의 검사, 반도체 계측 및 일반 표면 형상 측정(profilometry)을 포함하는 응용 가능성을 갖는다. 이는 또한 자기 영상에 대한 응용을 갖는다.
EUV에서 여러 색상을 사용하는 영상화는 순차적으로 수행될 수 있으나, 여러 가지 색상으로 동시에 샘플을 조명한 후, 각각의 조명 파장에 대해 별도의 이미지를 얻기 위해 티코그래픽 재구성을 사용하는 것이 종종 더 편리하다. 도 8은 고조파의 빗을 사용하여 얻은 초분광 영상 결과를 도시하고 있다(상단). 입사 조명은 측정된 저해상도 스펙트럼에 나타난 바와 같이 4 개의 다른 파장(λ 1 ,λ 2 ,λ 3 ,λ 4 )의 고조파를 포함한다. 서로 다른 파장의 다수의 고조파가 동시에 샘플을 조명하며 각각의 파장에서의 스펙트럼 응답은 티코그래픽 정보 멀티플렉싱(ptychographical information multiplexing, PIC) 알고리즘으로 개별적으로 재구성된다(하단 이미지). 이 알고리즘은 가시 스펙트럼 범위에 대해 선행 기술(Batey, et al., Ultramicroscopy 138, 13-21 (2014))에서 사용되는 반면, 본 발명에서, 본 발명자들은 이 기술을 EUV/X-선 범위까지 확대한다. 여러 색상의 영상화는 요소 선택성을 야기할 수 있으며, 본질적으로 요소 및 화합물을 EUV/X-선 내의 "색상"으로 식별한다.
티코그래피로 재구성된 프로브와 함께, 키홀 CDI 기술을 사용하여 단일 회절 패턴으로부터 샘플을 재구성할 수 있다. 도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 이러한 방법의 결과를 도시하는데, 여기서 도 9a는 진폭을, 도 9b는 프로브의 위상을, 그리고 도 9c는 샘플의 재구성된 진폭을 도시하고 있다.
HHG 광원의 극초단 펄스(ultrashort pulse)특성으로 인해, 본 발명의 현미경의 실시형태는 최대 펨토초(femtosecond), 심지어는 아토초(attosecond)까지의 시간 분해능을 갖는, 초고속 역학(시간의 변화)을 영상화할 수 있다.
본 발명의 실시형태가 구체적으로 예를 들어 설명되었지만, 본 기술 분야의 숙련자는 발명의 범주 내에 있는 특별히 언급된 것 이외의 다양한 수정, 추가 및 적용을 인식할 것이다. 예를 들어, 고속 재매핑은 티코그래피 CDI뿐만 아니라 다른 유형의 CDI에도 적용할 수 있다.
편의상 다음 표의 요소와 참조 번호가 제공된다.
10: 입사 방사선
11: 대상물
12: 산란장
13: 검출기
14: 반사 전의 입사 방사선
15: 거울
17: 입사각 또는 반사각(θ i )
20: 입사 방사선(투과 기학 구조)
21: 입사 방사선(반사 기하 구조)
22: 대상물
24: 회절 강도
25: 검출기
26: 검출된 회절 강도 패턴
27: 초기(검출기) 그리드(일반적으로 공간적으로 균일함)
28: 그리드(29) 상에 재매핑된 패턴
29: 중간 그리드(균일한 공간 주파수 그리드(202)를 생성하도록 선택됨)
34: 본 발명에 따른 재매핑 단계
35: 종래의 저속 재매핑
44: 검출기 그리드(27) 상의 푸리에 변환 크기
48: 푸리에 변환 크기를 계산하는 단계
202: 최종 그리드(일반적으로 균일한 공간 주파수)
204: 검출기 그리드(27)로부터 비균일한 공간 주파수 그리드(302)로 변환하는 선행 기술의 단계
206: 최종 그리드(202)로부터 중간 그리드(29)를 계산하는 단계
211: 샘플로부터 검출기 평면(zds)까지의 거리
212: 계산된 회절장 크기
302: 선행 기술의 비균일한 공간 주파수 그리드
501: 구동 레이저 빔
502: 매체
503: 잔여 구동 빔
504: 진공 아이리스
505: 광학계
506: 광학계(505) 이후의 빔
507: 축외 집속 광학계
508: 집속 거울
509: 집속된 빔
510: 샘플
512: 회절장
513: 검출기

Claims (22)

  1. 임의의 입사각에서의 코히어런트 회절 영상(coherent diffractive imaging, CDI) 방법에 있어서, 상기 방법은,
    (a) 회절 패턴(26)을 생성하기 위해 적어도 부분적으로 코히어런트인 빔(20, 21)으로 대상물(22)을 영상화하기 위해 조명하는 단계;
    (b) 검출기(25)로 회절 패턴(26)을 측정하고 초기 검출기 그리드(27)에 해당하는 진폭 패턴(212)을 생성하는 단계;
    (c) 원하는 최종 공간 주파수 그리드(202)에 따라 그리고 대상물(22), 검출기(25) 및 코히어런트 빔(20, 21)의 배향에 따라 중간 공간 그리드(29)를 선택하는 단계;
    (d) 재매핑된 패턴(28)을 생성하기 위해 초기 검출기 그리드(27)로부터 중간 공간 그리드(29)로 회절장 진폭을 재매핑(34)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    재매핑된 패턴(28)을 처리하고 이미지를 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 고속 푸리에 변환 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 단계는 단일 파장 조명으로 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 단계는 다파장 조명으로 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다파장 조명은 고차 고조파의 빗(comb)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 초기 검출기 그리드(27)는 균일한 공간 그리드이고, 상기 중간 공간 그리드(29)는 비균일한 공간 그리드이며, 상기 최종 공간 주파수 그리드(202)는 균일한 공간 주파수 그리드인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제 5 항에 있어서,
    단계 (a)는 고차 고조파 발생 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    티코그래피(ptychography) CDI 단계를 더 포함하고, 단계 (b)는 다수의 회절 패턴을 측정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    키홀(keyhole) CDI 단계를 더 포함하고, 단계 (a)는 곡선 파면(curved wavefront)을 갖는 조명을 생성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 임의의 입사각에서의 코히어런트 회절 영상(coherent diffractive imaging, CDI) 장치에 있어서, 상기 장치는,
    대상물(22);
    적어도 부분적으로 코히어런트인 빔(20, 21)으로 대상물(22)을 조명하기 위한 조명원;
    조명원과 대상물 사이에 배치되는 빔 수정 요소를 포함하는 광학계;
    대상물로부터 회절 강도 패턴(26)을 검출하기 위한, 초기 검출기 그리드(27)에 결합된 검출기(25) - 상기 초기 검출기 그리드(27)는 균일한 공간 그리드임 -; 및
    회절 강도 패턴(26)을 기반으로 하는 패턴(212)을, 원하는 최종 공간 주파수 그리드(202)를 기반으로 하고 대상물(22), 검출기(25) 및 코히어런트 빔(20, 21)의 배향을 기반으로 하는 중간 공간 그리드(29)로 재매핑하도록 구성되고 배열되는 프로세서를 포함하고,
    상기 중간 공간 그리드(29)는 비균일한 공간 그리드인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    광학계의 상류에 진공 아이리스(iris)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    투과 구성으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    비-수직 투과 구성으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    반사 구성으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    비-그레이징 반사 구성으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학계는,
    그레이징 입사 집속 광학계;
    축외(off-axis) 거울;
    다층 거울;
    타원형 거울;
    도넛형 거울;
    공간 필터;
    영분산 확장기(zero-dispersion stretcher) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명원은 다파장 조명을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 다파장 조명은 고차 고주파의 범위를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    티코그래피(ptychography) CDI용으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    키홀(keyhole) CDI용으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2014280894A1 (en) * 2014-12-23 2016-07-07 Canon Kabushiki Kaisha Illumination systems and devices for Fourier Ptychographic imaging
US10176567B2 (en) * 2015-12-21 2019-01-08 Canon Kabushiki Kaisha Physical registration of images acquired by Fourier Ptychography
US11002688B2 (en) * 2016-02-02 2021-05-11 Steven M. Ebstein System for actinic inspection of semiconductor masks
US10346964B2 (en) * 2016-02-02 2019-07-09 Steven M. Ebstein System for actinic inspection of semiconductor masks
WO2017201327A1 (en) * 2016-05-19 2017-11-23 Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Modulus-enforced probe
CN106949968B (zh) * 2017-03-23 2019-01-22 中国石油大学(华东) 一种基于频谱能量的数字全息图谐波探测与消除方法
CN107796837B (zh) * 2017-10-09 2019-10-29 南京大学 一种成像装置、成像方法及成像系统
US20220100094A1 (en) * 2019-01-17 2022-03-31 Kapteyn Murnane Laboratories, Inc. Dba Km Labs Inc. Quantum-limited Extreme Ultraviolet Coherent Diffraction Imaging
CN114915530B (zh) * 2021-02-10 2024-05-14 维沃移动通信有限公司 数据发送处理方法、接收处理方法、装置及设备
CN113504700B (zh) * 2021-07-30 2022-05-17 深圳大学 基于全光网格原理的原子时间成像装置及方法
DE102022112789A1 (de) 2022-05-20 2023-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Ptychographisches Bildgebungsverfahren und -system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070002332A1 (en) 2001-12-10 2007-01-04 Horwitz Larry S System and methods for wavefront measurement
US20090116619A1 (en) 2007-05-15 2009-05-07 Chapman Henry N Area x-ray or UV camera system for high-intensity beams
US20100272230A1 (en) 2007-11-26 2010-10-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection setup for x-ray phase contrast imaging
US20140078566A1 (en) 2007-01-29 2014-03-20 Joseph Rosen System, apparatus and method for extracting image cross-sections of an object from received electromagnetic radiation

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411406B1 (en) 2001-03-12 2002-06-25 Dalhousie University Holographic microscope and method of hologram reconstruction
GB0906449D0 (en) * 2009-04-15 2009-05-20 Phase Focus Ltd Improvements in imaging
US10209673B2 (en) * 2010-07-07 2019-02-19 University Of Hyogo Holographic microscope, microscopic subject hologram image recording method, method of creation of hologram for reproduction of high-resolution image, and method for reproduction of image
GB201207800D0 (en) * 2012-05-03 2012-06-13 Phase Focus Ltd Improvements in providing image data
WO2014202341A1 (en) * 2013-06-17 2014-12-24 Paul Scherrer Institut Scanning coherent diffractive imaging method and system for actinic mask inspection for euv lithography

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070002332A1 (en) 2001-12-10 2007-01-04 Horwitz Larry S System and methods for wavefront measurement
US20140078566A1 (en) 2007-01-29 2014-03-20 Joseph Rosen System, apparatus and method for extracting image cross-sections of an object from received electromagnetic radiation
US20090116619A1 (en) 2007-05-15 2009-05-07 Chapman Henry N Area x-ray or UV camera system for high-intensity beams
US20100272230A1 (en) 2007-11-26 2010-10-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Detection setup for x-ray phase contrast imaging

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