KR102424799B1 - 초분광 이미징 계측을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

초분광 이미징 계측을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

계측 시스템은 조명 빔을 생성하도록 구성된 조명원과, 조명 빔을 샘플에 지향시키도록 구성된 하나 이상의 조명 옵틱스와, 샘플로부터 나온 조명을 수집하도록 구성된 하나 이상의 수집 옵틱스와, 검출기와, 초분광 이미징 서브시스템을 포함한다. 초분광 이미징 서브시스템은 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산시키도록 구성된 상기 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치한 분산 요소와, 집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이와, 하나 이상의 이미징 옵틱스를 포함한다. 상기 하나 이상의 이미징 옵틱스는 상기 렌즈 어레이에 동공면의 이미지를 형성하기 위해 상기 스펙트럼적으로 분산된 수집 조명을 조합한다. 상기 렌즈 어레이의 집속 요소는 상기 수집된 조명을 어레이 패턴으로 상기 검출기에 분포시킨다.

Description

초분광 이미징 계측을 위한 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
이 출원은 발명자 앤드류 브이. 힐이 "오버레이 스캐터로메트리에서 초분광 이미징"의 명칭으로 2016년 2월 2일자 출원한 미국 가특허 출원 제62/290,157호에 대한 35 U.S.C. §119(e)의 우선권을 주장하며, 상기 미국 가특허 출원은 여기에서의 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다.
이 출원은 발명자 앤드류 브이. 힐이 "초분광 이미징 계측을 위한 시스템 및 방법"의 명칭으로 2016년 7월 21일자 출원한 미국 가특허 출원 제62/365,120호에 대한 35 U.S.C. §119(e)의 우선권을 주장하며, 상기 미국 가특허 출원은 여기에서의 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다.
기술 분야
본 개시내용은 일반적으로 계측에 관한 것으로, 특히 초분광 이미징 계측에 관한 것이다.
스캐터로메트리 계측 시스템은 샘플의 이미지를 측정하는 대신에 그리고/또는 그에 추가하여 샘플로부터 산란, 반사 또는 회절된 광학 복사선(예를 들면, 광)의 패턴을 측정 및 분석함으로써 반도체 웨이퍼 상의 피처(feature)들의 크기, 형상 또는 분포를 특징화할 수 있다. 계측 시스템에 의해 검출된 산란, 반사 또는 회절된 광의 패턴은 웨이퍼 상의 특정 피처뿐만 아니라 웨이퍼에 입사하는 광의 파장에 의해 영향을 받을 수 있다. 따라서 특정 웨이퍼로부터 산란, 반사 또는 회절된 광의 이러한 패턴의 감도는 광의 입사 파장에 따라 변할 수 있다.
복수의 파장의 광으로 웨이퍼를 특징화하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나 복수의 스캐터로메트리 측정치를 생성하는 전형적인 접근법은 단일 측정치에 비하여 측정치 획득 시간을 증가시키고 그리고/또는 각 측정과 연관된 광을 감소시킨다. 그러므로 전술한 것과 같은 결함들을 치유하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
계측 시스템이 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시형태에 따라서 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 계측 시스템은 조명 빔을 생성하도록 구성된 조명원을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 계측 시스템은 조명 빔을 샘플로 지향시키도록 구성된 하나 이상의 조명 옵틱스를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 계측 시스템은 샘플로부터 나온 조명을 수집하도록 구성된 하나 이상의 수집 옵틱스를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 계측 시스템은 검출기를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 계측 시스템은 초분광 이미징 서브시스템을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템은 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산하도록 구성된, 상기 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치한 분산 요소를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템은 집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템은 하나 이상의 이미징 옵틱스를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 하나 이상의 이미징 옵틱스는 상기 렌즈 어레이에 동공면의 이미지를 형성하기 위해 상기 스펙트럼적으로 분산된 수집된 조명을 조합한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소는 상기 수집된 조명을 어레이 패턴으로 상기 검출기에 분포시킨다.
초분광 이미징 장치가 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시형태에 따라서 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 초분광 이미징 장치는 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치하도록 구성된 분산 요소를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 수집 옵틱스의 집합은 샘플로부터 나온 조명을 수집하도록 구성된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 분산 요소는 상기 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산시키도록 구성된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 초분광 이미징 장치는 집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 초분광 이미징 장치는 하나 이상의 이미징 옵틱스를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 하나 이상의 이미징 옵틱스는 상기 렌즈 어레이에 동공면의 이미지를 형성하기 위해 공간적으로 분산된 파장의 집합을 조합한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소는 상기 수집된 조명을 어레이 패턴으로 분포시키도록 구성된다.
방법이 본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시형태에 따라서 개시된다. 예시적인 일 실시형태에서, 이 방법은 수집 옵틱스의 집합에 의해 샘플로부터 조명을 수집하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 방법은 분산 요소에 의해 상기 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산시키는 단계를 포함하고, 여기에서 상기 분산 요소는 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 방법은 집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이에 상기 동공면의 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 스펙트럼적으로 분산된 수집 조명 집합은 동공면의 이미지를 형성하도록 조합된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 상기 방법은 상기 수집된 조명을 어레이 패턴으로 분포시키는 단계를 포함한다.
본 개시내용의 많은 장점들은 첨부 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 초분광 계측 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 초분광 이미징 서브시스템의 확대도를 포함한 초분광 계측 시스템의 개념도이다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 렌즈 어레이에 의해 동공면에서 샘플 복사선의 세그먼트화를 나타내는 도 2의 일부의 확대도이다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 렌즈 어레이에서의 동공면의 이미지 형성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 도 4에 도시된 렌즈 어레이에 의한 검출기에서의 샘플 복사선의 예시적인 분포를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 초분광 이미징 계측 방법에서 수행되는 단계들을 나타내는 흐름도이다.
이제, 첨부 도면에 예시된 개시되는 주제에 대하여 자세히 설명한다. 본 개시내용은 소정 실시형태 및 그 구체적인 특징들과 관련하여 상세히 도시 및 설명되었다. 여기에서 개시되는 실시형태는 예를 든 것이고 제한하는 것이 아니다. 본 개시내용의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 형태 및 세부에서 각종 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면서, 초분광 이미징 계측을 위한 시스템 및 방법을 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따라 설명한다. 본 개시내용의 실시형태는 단일 검출기에서 복수의 파장과 연관된 복수의 계측 이미지를 동시에 측정하는 초분광 계측 시스템과 관련된다. 본 개시내용의 다른 실시형태는 계측 시스템의 동공면(예를 들면, 대물렌즈의 후방 초점면, 회절면 등)과 연관된 스펙트럼적으로 분해된 조명을 측정하는 것과 관련된다. 추가의 실시형태는 샘플로부터 광의 각도 분포와 연관된 스펙트럼적으로 분해된 조명의 동시 측정을 가능하게 하기 위해 복수의 파장에 대하여 동공면과 연관된 조명을 인터리빙(interleaving)하는 것과 관련된다.
여기에서, 스캐터로메트리 계측 시스템은 전형적으로 샘플로부터 산란, 반사 또는 회절된 광의 패턴을 측정 및 분석함으로써 샘플의 하나 이상의 양태를 특징화할 수 있는 것으로 인지된다. 또한, 산란, 반사 또는 회절된 광의 패턴은 샘플의 이미지 대신에 그리고/또는 샘플의 이미지에 추가하여 측정될 수 있다. 광학 시스템은 통상 2개의 상호적 평면, 즉 영상면과 동공면을 포함한다. 영상면(예를 들면, 필드 평면, 영상면과 쌍을 이루는 임의의 평면)은 샘플의 이미지에 대응할 수 있다. 따라서, 임의의 각도로 샘플의 특정 지점으로부터 나오는 광은 영상면 내의 대응하는 특정 지점에 이미징될 수 있다. 반대로, 특정 각도로 샘플로부터 나오는 광은, 샘플에서의 위치와 관계 없이, 동공면(또는 동공면과 쌍을 이루는 임의의 평면)의 특정 지점에 이미징될 수 있다. 이 점에서, 동공면에서의 광의 공간 분포는 샘플로부터 수집된 광의 각도 분포에 대응할 수 있다.
또한, 동공면은 샘플로부터 광을 수집하는 광학 요소(예를 들면, 대물렌즈 등)의 후방 초점면에 대응하는 것으로 인지된다. 예를 들면, 많은 대물렌즈는 (동공면에 대응하는) 후방 초점면에서 구경 조리개를 제공하여 시스템을 통하여 전파하는 광의 각도 범위 또는 개구수가 이 회절면에서 제한되게 한다. 본 설명의 목적상, 용어 동공면, 후방 초점면 및 회절면은 상호 교환적으로 사용된다. 그러나 상기 동공면, 후방 초점면 및 회절면의 위치의 설명은 단지 예시 목적으로 제공되고 제한하는 것으로 해석되지 않는다는 점에 주목한다.
게다가, 동공면에서 광의 분포는 조명의 파장에 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 샘플 상의 피처들은 제1 파장을 포함한 조명을 제1 각도 분포로 산란, 반사 및/또는 회절시키고 제2 파장을 포함한 조명을 제2 각도 분포로 산란, 반사 및/또는 회절시킬 수 있다. 소정 파장을 포함한 조명과 연관된 동공면에서의 복사선의 분포 패턴(예를 들면, 스캐터로메트리 신호)은 샘플 특성(예를 들면, 샘플상의 피처들의 크기, 형상 또는 분포)들의 편차에 대하여 다른 것보다 더 민감한 것으로 인지된다. 따라서 복수의 파장에 대하여 동공면과 연관된 조명을 동시에 측정하는 것이 유리할 수 있다. 본 개시내용의 실시형태는 계측 시스템의 동공면과 연관된 스펙트럼적으로 분해된 조명을 측정하는 초분광 이미징 시스템과 관련된다. 본 개시내용의 일부 실시형태는 동공면을 복수의 세그먼트로 분할하고 각 세그먼트로부터 스펙트럼적으로 분산된 조명을 검출기에 지향시키는 것과 관련된다. 이 점에서, 복수의 파장에 대하여 동공면으로부터의 조명과 연관된 데이터가 동시에 측정될 수 있다. 본 개시내용의 일부 실시형태는 검출기에서 각 세그먼트의 스케일링되고 스펙트럼적으로 분산된 이미지를 생성하는 것과 관련된다. 따라서 복수의 파장에 대한 동공면의 이미지가 동시에 측정될 수 있다.
본 명세서 전반에서 사용하는 용어 "샘플"은 일반적으로 반도체 물질 또는 비반도체 물질로 형성된 기판(예를 들면, 웨이퍼 등)을 말한다. 예를 들면, 반도체 물질 또는 비반도체 물질은 비제한적으로 단결정 실리콘, 비화 갈륨 및 인화 인듐을 포함할 수 있다. 샘플은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 그러한 층들은 비제한적으로 레지스트, 유전체 물질, 도전성 물질 및 반도전성 물질을 포함할 수 있다. 많은 다른 유형의 이러한 층들이 업계에 공지되어 있고, 여기에서 사용하는 용어 샘플은 모든 유형의 이러한 층들이 형성될 수 있는 샘플을 포괄하는 것으로 의도된다. 샘플에 형성되는 하나 이상의 층들은 패터닝되거나 패터닝되지 않을 수 있다. 예를 들면, 샘플은 반복성 패턴화 피처들을 각각 갖는 복수의 다이를 포함할 수 있다. 이러한 물질 층들을 형성하고 처리함으로써 궁극적으로 완성된 소자를 생성할 수 있다. 많은 다른 유형의 소자들이 샘플 위에 형성될 수 있고, 여기에서 사용하는 용어 샘플은 업계에 공지된 임의 유형의 소자가 제조되는 샘플을 포괄하는 것으로 의도된다. 또한, 본 설명의 목적상, 용어 샘플과 웨이퍼는 상호 교환적인 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 초분광 계측 시스템의 개념도이다. 일 실시형태에서, 시스템(100)은 복수의 파장을 포함한 스펙트럼 성분을 가진 조명 빔(104)을 생성하도록 구성된 조명원(102)과, 동공면에서 조명을 스펙트럼적으로 분산시키도록 시스템(100)의 동공면에 위치한 초분광 이미징 서브시스템(106)과, 상기 동공면과 연관된 스펙트럼적으로 분산된 조명을 포착하는 검출기(108)를 포함한다. 이 점에서, 시스템(100)은 복수의 다른 스펙트럼 대역에 대하여 동공면과 연관된 조명을 동시에 포착할 수 있다.
다른 실시형태에서, 조명원(102)은 비제한적으로 복수의 다른 파장을 포함한 스펙트럼을 가진 다색 광원, 광대역 광원, 파장 동조형 광원 또는 파장 스위핑 광원을 포함할 수 있다. 또한, 조명 빔(104)의 스펙트럼 성분은 비제한적으로 자외(UV) 복사선, 가시 복사선 또는 적외(IR) 복사선을 포함한 선택된 파장의 광을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원(102)은 초연속체 레이저 소스를 포함한다.
다른 실시형태에서, 시스템(100)은 조명 빔(104)을 샘플(114)에 지향시키는 하나 이상의 조명 광학 요소(112)를 포함한 조명 경로(110)를 포함한다. 조명 광학 요소(112)는 조명 빔(104)을 수정 및/또는 조절하기에 적합한 하나 이상의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 경로(110)는 조명 빔(104)을 샘플(114)의 하나 이상의 위치에 집속하는 대물렌즈(116)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 시스템(100)은 샘플(114)을 고정하기에 적합한 스테이지 어셈블리(118)를 포함한다. 또한, 스테이지 어셈블리(118)는 샘플(114)의 하나 이상의 부분을 조명 빔(104)에 노출시키도록 샘플을 배치 및/또는 이동시킬 수 있다.
다른 실시형태에서, 시스템(100)은 샘플(114)로부터 나온 샘플 복사선(122)을 수집하는 하나 이상의 광학 요소를 포함한 수집 경로(120)를 포함한다. 예를 들면, 수집 경로(120)는 샘플(114)로부터 반사 또는 산란된(예를 들면, 경면 반사, 확산 반사 등을 통해) 복사선을 수광할 수 있다. 다른 예로서, 수집 경로(120)는 샘플(114)에 의해 생성된 복사선(예를 들면, 조명 빔(104)의 흡광과 연관된 발광 등)을 수광할 수 있다. 추가의 예로서, 수집 경로(120)는 샘플(114)로부터 하나 이상의 회절 차수의 복사선(예를 들면, 0차 회절, ±1차 회절, ±2차 회절 등)을 수광할 수 있다.
시스템(100)은 조명 경로(110) 및/또는 수집 경로(120)의 일부로서 빔스플리터(124)를 포함할 수 있지만 반드시 필요한 것은 아니다. 이 점에서, 단일 광학 요소(예를 들면, 대물렌즈(116))가 조명 빔(104)을 빔스플리터(124)를 통해 제1 광학 경로를 따라 샘플(114)로 지향시키고 샘플(114)로부터의 샘플 복사선(122)을 빔스플리터(124)를 통해 제2 광학 경로를 따라 지향시킬 수 있다.
다른 실시형태에서, 시스템(100)은 하나 이상의 중계 광학 요소(126)를 포함한다. 예를 들면, 중계 광학 요소(126)는 동공면 또는 동공면과 쌍을 이루는(conjugate) 평면을 초분광 이미징 서브시스템(106)에(예를 들면, 초분광 이미징 서브시스템(106)의 제1 광학 요소에, 초분광 이미징 서브시스템(106)의 입사 동공에 등) 중계할 수 있다. 예를 들면, 중계 광학 요소(126)는 초분광 이미징 서브시스템(106)의 제1 광학 요소에 동공면(예를 들면, 대물렌즈(116)의 후방 조리개, 회절면 등)의 이미지를 생성할 수 있다. 따라서 초분광 이미징 서브시스템(106)은 동공면에서 샘플 복사선(122)의 분포를 스펙트럼적으로 분산시키고, 그 복사선을 샘플 복사선(122)의 복수 파장에 대하여 동공면과 연관된 조명의 동시 포착을 위해 검출기(108)에 지향시킬 수 있다. 다른 실시형태에서, 시스템(100)은 시스템(100)을 통해 전파하는 샘플(114)의 시야를 제한하는 시야 조리개(128)를 포함한다.
다른 실시형태에서, 시스템(100)은 검출기(108)에 통신적으로 결합된 제어기(130)를 포함한다. 예를 들면, 제어기(130)는 비제한적으로 측정 결과, (타겟의 이미지, 동공 이미지 등) 또는 계측 메트릭스(예를 들면, 정밀도, 툴 유도 시프트, 감도, 회절 효율, 관통 초점 기울기(through-focus slope), 측벽 각, 임계 치수 등)를 포함한 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제어기(130)는 조명원(102)에 통신적으로 결합된다. 예를 들면, 제어기(130)는 하나 이상의 선택된 파장의 조명을 제공하도록 조명원(102)에 지시할 수 있다. 일반적으로, 제어기(130)는 시스템(100) 내의 임의의 요소와 통신적으로 결합될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제어기(130)는 조명 빔(104)과 샘플(114) 사이에서 입사각의 조정을 지시하기 위해 조명 광학 요소(112) 및/또는 조명원(102)에 통신적으로 결합된다.
다른 실시형태에서, 제어기(130)는 검출기(108)로부터 수신된 데이터에 대하여 데이터 분석을 수행한다. 예를 들면, 제어기(130)는 검출기(108)로부터 수신된 데이터에 기초하여 계측 데이터(예를 들면, 오버레이 계측 데이터, 스캐터로메트리 데이터 등)를 생성할 수 있다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 초분광 이미징 서브시스템(106)의 확대도를 포함한 초분광 계측 시스템의 개념도이다. 일 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 동공면에서 샘플 복사선(122)을 스펙트럼적으로 분산시키고, 동공면을 복수의 세그먼트로 분할하며, 각 세그먼트와 연관된 조명을 검출기(108)의 공간적으로 분리된 부분에 지향시킨다. 이 점에서, 동공면과 연관된 조명은 검출기(108)에서 어레이 패턴으로 세그먼트화 및 분포될 수 있다. 다른 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 어레이 패턴이 스펙트럼적으로 분산되도록 검출기(108)에 샘플 복사선(122)을 스펙트럼적으로 분산시킨다. 따라서 다른 파장을 가진 동공면과 연관된 조명은 검출기에서 다른 위치를 차지할 수 있다.
일 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 동공면에서 샘플 복사선(122)의 분포를 스펙트럼적으로 분산시키도록 시스템(100)의 동공면에 위치한 분산 요소(132)를 포함한다. 예를 들면, 분산 요소(132)는 분산 요소(132)로부터의 샘플 복사선(122)의 출사각이 스펙트럼 성분(예를 들면, 파장)에 따라 변하도록 동공면에서 샘플 복사선(122)을 분산시킬 수 있다. 예로서, 도 2에 도시된 것처럼, 분산 요소(132)에 입사하는 3개의 다른 파장을 포함한 샘플 복사선(122)이 샘플 복사선(122)의 다른 서브빔으로 분산될 수 있다(예를 들면, λ1, λ2, λ3).
그러나 도 2에 도시되고 위에서 설명한 다른 파장들과 연관된 서브빔의 묘사는 단지 예시 목적으로 제공되고 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 점에 주목한다. 예를 들면, 샘플 복사선(122)은 분산 요소(132)에 의해 분산된 샘플 복사선(122)이 단일의 스펙트럼적으로 분산된 빔(예를 들면, 다른 서브빔이 없음)을 포함하도록 넓은 스펙트럼 범위를 포함할 수 있다(예를 들면, 조명 빔(104)의 스펙트럼 범위 등과 연관됨).
분산 요소(132)는 샘플 복사선(122)에 스펙트럼 분산을 도입하기에 적합한, 업계에 공지된 임의 유형의 분산 요소일 수 있다. 예를 들면, 분산 요소(132)는 비제한적으로 회절 또는 굴절과 같은 임의의 메카니즘을 통해 샘플 복사선(122)에 분산을 도입할 수 있다. 또한, 분산 요소(132)는 투과형 및/또는 반사형 광학 요소로 형성될 수 있다.
일 실시형태에서, 분산 요소(132)는 샘플 복사선(122)을 스펙트럼 성분(예를 들면, 파장)에 따라 상이한 각도로 굴절시킴으로써 샘플 복사선(122)을 스펙트럼적으로 분산시키는 프리즘을 포함한다. 다른 실시형태에서, 분산 요소(132)는 회절을 통해 샘플 복사선(122)을 스펙트럼적으로 분산시키는 회절 광학 요소를 포함한다. 예를 들면, 분산 요소(132)는 회절 각이 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분에 따라 변하도록 동공면에서 샘플 복사선(122)을 스펙트럼적으로 분산시키는 회절 격자를 포함할 수 있다. 분산 요소(132)는, 비제한적인 예를 들자면, 제조된 격자(예를 들면, 홀로그래픽 격자, 룰 격자(ruled grating), 블레이즈 격자(blazed grating) 등), 또는 동적으로 생성된 격자(예를 들면, 음향-광학 변조기, 전기-광학 변조기 등)와 같은 임의 유형의 회절 격자를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 분산 요소(132)는 고체 매질을 통해 전파하는 초음파를 생성하도록 구성된 변환기(transducer)와 결합된 고체 매질로 이루어진 음향-광학 변조기를 포함한다. 비제한적으로 굴절률과 같은 고체 매질의 속성은 샘플 복사선(122)이 고체 매질과의 상호작용으로 회절하도록 상기 전파하는 초음파에 의해 수정될 수 있다. 또한, 초음파는 매질 내에서 음속으로 고체 매질을 통해 전파할 수 있고, 고체 매질에서의 음속뿐만 아니라 구동 신호의 주파수와 관련된 파장을 가질 수 있다.
다른 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 동공면을 중계하는(예를 들면, 초분광 이미징 서브시스템(106)의 제1 광학 요소에 위치한 동공면의 이미지, 초분광 이미징 서브시스템(106)의 입사 동공 등을 중계하는) 초분광 중계 광학 요소(134)를 포함한다. 예를 들면, 도 2에 도시된 것처럼, 초분광 중계 광학 요소(134)는 동공면의 중계된 이미지를 형성하기 위해 분산 요소(132)로부터 지향된 스펙트럼적으로 분산된 샘플 복사선(122)의 적어도 일부를 수집할 수 있다. 이 점에서, 초분광 중계 광학 요소(134)는 샘플 복사선(122)의 스펙트럼적으로 분산된 성분들을 조합하여 동공면의 이미지를 형성할 수 있다. 따라서 샘플 복사선(122)은 동공면의 중계된 이미지의 위치에서 스펙트럼적으로 분산되지 않지만, 초분광 이미징 서브시스템(106) 내의 다른 곳에서는 스펙트럼적으로 분산될 수 있다.
초분광 이미징 서브시스템(106)은 샘플(114)의 스펙트럼적으로 분산된 이미지를 내포하는, 2개의 초분광 중계 광학 요소(134) 사이에 위치한 샘플(114)과 쌍을 이루는 평면(예를 들면, 필드 평면)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 필터(예를 들면, 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분을 제한하는 공간 필터)를 포함한다. 예를 들면, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분을 제한하는 스펙트럼 시야 조리개(136)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분의 각 부분의 강도를 선택적으로 제어하는 부분 투과형 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분의 각 부분의 강도는 회절 분산 요소(132)의 회절 효율의 차를 보상하도록 공통 값으로 정규화될 수 있다. 다른 예로서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 검출기(108)로 전파하는 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분을 동적으로 제어하기 위해 비제한적으로 공간 광 변조기와 같은 동적으로 제어 가능한 요소를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 초분광 이미징 서브시스템(106)은 집속 요소(예를 들면, 렌즈)의 어레이로서 형성된 렌즈 어레이(138)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)는 렌즈 어레이(138)가 동공면 내의 샘플 복사선(122)을 렌즈 어레이(138)의 집속 요소의 분포에 따라 복수의 세그먼트로 분할하도록 동공면의 중계된 이미지에 위치한다. 이 점에서, 렌즈 어레이(138)의 각각의 집속 요소는 동공면에서 샘플 복사선(122)의 분포의 특정 부분을 포착할 수 있다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 렌즈 어레이(138)에 의한 동공면에서의 샘플 복사선(122)의 세그먼트화를 나타내는 도 2의 일부(140)의 확대도이다. 일 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)에 대한 샘플 복사선(122)의 입사각은 스펙트럼 성분(예를 들면, 파장)에 따라 변한다. 또한, 렌즈 어레이(138)로부터의 샘플 복사선(122)의 출사각은 스펙트럼 성분(예를 들면, 파장)에 따라 변할 수 있다. 이 점에서, 렌즈 어레이(138)의 각 집속 요소는 동공면의 특정 부분으로부터 모든 파장과 연관된(예를 들면, 샘플(114)로부터 특정 범위의 산란각과 연관된) 조명을 수집하고 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산된 패턴으로 검출기(108)에 지향시킨다.
다른 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)의 각각의 집속 요소는 샘플 복사선(122)을 검출기(108)에 집속한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 것처럼, 렌즈 어레이(138)는 인접한 집속 요소에 의해 수집된 샘플 복사선(122)이 검출기(108)에서 겹쳐지지 않도록 샘플 복사선(122)을 집속할 수 있다.
렌즈 어레이(138)의 집속 요소의 크기, 형상 또는 분포는 검출기에서 샘플 복사선(122)의 분포뿐만 아니라 동공면의 세그먼트화(예를 들면, 각 집속 요소에 의해 수집된 샘플 복사선(122)의 산란각의 범위)를 제어할 수 있다. 렌즈 어레이(138)는 비제한적으로 1차원 렌즈 어레이 또는 2차원 렌즈 어레이와 같이 업계에 공지된 임의 유형의 렌즈 어레이일 수 있다. 일 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)는 1차원 렌즈 어레이를 포함한다. 예를 들면, 1차원 렌즈 어레이는 원통 렌즈의 1차원 어레이로서 형성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)는 2차원 렌즈 어레이를 포함한다. 예를 들면, 2차원 렌즈 어레이는 비제한적으로 그리드 패턴, 오프셋 그리드 패턴 또는 육각형 패턴과 같이 2차원 패턴으로 분포된 집속 요소을 포함할 수 있다. 또한, 집속 요소는 규칙 패턴(예를 들면, 격자 배열 등) 또는 불규칙 패턴으로 분포될 수 있다. 게다가 집속 요소는 주기적 배열 또는 비주기적 배열(예를 들면, 무작위 배열 등)로 분포될 수 있다.
여기에서, 시스템(100)의 동공면에 위치한 렌즈 어레이(138)의 특정 집속 요소에 의해 수집된 샘플 복사선(122)의 산란각의 범위는 특정 집속 요소의 크기 또는 형상에 의존할 수 있다는 점에 주목한다. 일 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)의 집속 요소의 크기는 동공면의 이미지의 공간 범위 전역에서 일정하다. 이 점에서, 각 집속 요소에 의해 수집된 샘플 복사선(122)의 산란각 범위의 크기는 일정할 수 있다. 다른 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)의 집속 요소의 크기는 동공면의 이미지의 범위 전역에서 변할 수 있다. 예를 들면, 집속 요소의 크기는 포착된 산란각의 분해능이 관심 영역에서 증가하도록 추가 영역에 비하여 동공면의 관심 영역에서 더 작을 수 있다.
렌즈 어레이(138)는 굴절 및/또는 회절 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들면, 렌즈 어레이(138)는 비제한적으로 구형 집속 요소(예를 들면, 하나 이상의 표면이 구의 일부를 포함하는 집속 요소), 프레넬 집속 요소, 또는 투명 물질의 부피 내에 상이한 굴절률 영역으로서 매립된 회절 광학 요소를 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 렌즈 어레이(138)에서의 동공면(402)의 이미지 형성을 나타내는 개략도이다. 일 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)는 원통 집속 요소(404)의 1차원 어레이를 포함한다. 예를 들면, 도 4에 도시된 것처럼, 렌즈 어레이(138)는 피치(406)로 배분된 동일한 폭을 가진 인접한 원통 집속 요소(404)들의 어레이를 포함할 수 있다. 이 점에서, 렌즈 어레이(138)는 동공면(402)의 이미지를 일련의 선형 세그먼트로 분할할 수 있다. 따라서 동공면(402)의 이미지의 각각의 선형 세그먼트는 집속 요소의 분리 방향을 따라 측정하였을 때 산란각의 범위 내에서 샘플(114)에 의해 산란된 샘플 복사선(122)을 포함할 수 있다. 또한, 동공면(402)의 이미지는 상기 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 세그먼트화되지 않을 수도 있다.
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른, 도 4에 도시된 렌즈 어레이(138)에 의해 형성된 검출기(108)에서의 샘플 복사선(122)의 예시적인 분포를 나타내는 개략도이다. 일 실시형태에서, 3개의 다른 파장(예를 들면, λ1, λ2, λ3)을 포함한 샘플 복사선(122)이 검출기(108) 전역에서 스펙트럼적으로 분산된다. 예를 들면, 동공면(402)의 이미지에서 파장 λ1과 연관된 샘플 복사선(122)이 세그먼트화되고 어레이 패턴(502)으로서 검출기(108)에 집속된다. 이 점에서, 각 세그먼트(502)는 샘플(114)로부터 특정 범위의 산란각과 연관된 샘플 복사선(122)을 포함할 수 있다. 또한, 동공면(402)의 이미지에서 파장 λ2와 연관된 샘플 복사선(122)이 세그먼트화되고 어레이 패턴(502)으로부터 변위(예를 들면, 오프셋 등)된 어레이 패턴(504)으로서 검출기(108)에 집속된다. 추가로, 동공면(402)의 이미지에서 파장 λ3와 연관된 샘플 복사선(122)이 세그먼트화되고 어레이 패턴(502)으로부터 더욱 변위된 어레이 패턴(506)으로서 검출기(108)에 집속된다. 이 점에서 어레이 패턴(502, 504, 506)은 검출기(108)에서 인터리브될 수 있다. 다른 실시형태에서, 도 5에 도시된 것처럼, 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 범위가 비겹침 분포로 검출기(108)에 분포된다. 예를 들면, 각각의 어레이 패턴(502, 504, 506)은 피치(508)를 갖고 서로에 대하여 변위될 수 있다. 또한, 검출기(108)에서 스펙트럼적으로 분산된 샘플 복사선(122)의 공간 범위(510)(예를 들면, 렌즈 어레이(138)의 단일 집속 요소로부터 모든 스펙트럼적으로 분산된 파장의 조명의 공간 범위)는 피치(508)보다 더 작을 수 있다. 이 점에서, 인접한 집속 요소로부터의 조명이 검출기(108)에서 겹치지 않을 수 있다.
여기에서, 도 5에 도시된 검출기(108)에서 다른 어레이 패턴들의 설명 및 관련 설명은 단지 예시 목적으로 제공되고 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다는 점에 주목한다. 예를 들면, 샘플 복사선(122)은 단일의 스펙트럼적으로 분산된 어레이 패턴으로서 분포될 수 있다. 또한, 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분이 연속 범위의 파장(예를 들면, 광대역 조명원(102)과 관련된 것 등)을 포함하는 경우에, 스펙트럼적으로 분산된 샘플 복사선(122)의 공간 범위(510)는 샘플 복사선(122)의 파장의 대응하는 연속적으로 변화하는 분포를 포함할 수 있다.
또한, 검출기(108)에서의 샘플 복사선(122)의 분포는 렌즈 어레이(138)의 집속 요소의 형상, 크기 또는 분포에 의해 제어될 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 도 5에 도시된 것처럼, 원통 렌즈의 1차원 어레이로 형성된 렌즈 어레이(138)는 검출기(108)에 선형 어레이 패턴(예를 들면, 어레이 패턴(502))을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 집속 요소의 2차원 어레이로 형성된 렌즈 어레이(138)는 검출기(108)에 2차원 어레이 패턴을 제공할 수 있다. 일부 실시형태에서, 2차원 렌즈 어레이(138)는 샘플 복사선(122)이 검출기(108)에 2차원으로 스펙트럼적으로 분산되도록 2차원 분산 요소(132)와 결합될 수 있다.
다른 실시형태에서, 검출기(108)는 렌즈 어레이(138)의 초점면에 배치될 수 있다. 이 점에서, 집속 요소에 의해 수집된 샘플 복사선(122)의 특정 파장과 연관된 세그먼트의 폭(512)은 시스템(100)에 의해 포착되는 샘플(114)의 시야와 관련될 수 있다. 또한, 상기 폭(512)은 시야 조리개(예를 들면, 도 1의 시야 조리개(128) 등)에 의해 제어될 수 있다. 따라서 상기 폭(512)은 샘플 복사선(122)의 스펙트럼 성분(예를 들면, 다른 스펙트럼 범위, 연속 스펙트럼 범위 등)의 겹침을 완화하도록 조정될 수 있다.
다른 실시형태에서, 렌즈 어레이(138)의 각 집속 요소에 의해 수집된 샘플 복사선(122)은 동공면의 대응하는 부분의 스케일링된 이미지로서 검출기(108)에 제공된다. 예를 들면, 초분광 중계 광학 요소(134), 렌즈 어레이(138) 및/또는 하나 이상의 추가적인 광학 요소(도시 생략)는 동공면의 세그먼트화되고 공간적으로 분산된 표시(representation)를 검출기(108)에 중계할 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 추가적인 중계 광학 요소(도시 생략)가 렌즈 어레이(138)로부터 검출기(108)로 동공면을 중계할 수 있다. 이 점에서, 검출기(108)는 동공면의 복수의 세그먼트화되고 스케일링되고 인터리브된 인스턴스(예를 들면, 샘플 복사선(122)의 복수의 스펙트럼 범위에 대응하는 것)를 동시에 포착할 수 있다.
다른 실시형태에서, 샘플로부터 나온 특정 스펙트럼 범위의 광의 각도 분포를 나타내는 동공 이미지는 특정 스펙트럼 범위의 어레이 패턴을 수신하는 검출기(108)의 픽셀을 고려함으로써 구성될 수 있다. 예를 들면, 동공 이미지는 각각의 세그먼트가 동공면의 일부로부터의 집속 조명을 포함하는 어레이 패턴으로 복수의 세그먼트를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 동공 이미지는 각각의 세그먼트가 동공면의 일부의 스케일링된 이미지를 포함하는 어레이 패턴으로 복수의 세그먼트를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 복수의 동공 이미지의 어레이 패턴은 검출기에서 인터리브될 수 있다. 이 점에서, 검출기(108)는 각각의 동공 이미지가 샘플로부터의 상이한 스펙트럼 범위의 조명을 나타내는 2개 이상의 동공 이미지를 동시에 포착할 수 있다.
다른 실시형태에서, 검출기(108)로부터의 측정 데이터는 측정된 어레이 패턴의 세그먼트을 병합 및/또는 스케일링하여 연속 동공 이미지를 형성하도록 (예를 들면, 제어기(130) 등에 의해) 처리될 수 있다.
여기에서, 동공면에서의 샘플 복사선(122)의 세그먼트화 및 각 세그먼트로부터의 검출기로의 스펙트럼적으로 분산된 샘플 복사선(122)의 지향은 광의 효율적인 사용, 시스템(100)의 물리적 공간 및/또는 측정 시간을 제공할 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 수집된 샘플 복사선(122)의 각 파장에서의 광학 강도(예를 들면, 스펙트럼 파워)는 최소의 손실로 검출기에 제공될 수 있다. 다른 예로서, 동공면과 연관된 스펙트럼적으로 분해된 조명은 동공면의 단일 이미지를 측정하는데 필요한 동일한 검출기 면적을 이용하여 단일 검출기(108)에 의해 측정될 수 있다. 예를 들면, (렌즈 어레이(138) 등에 의한) 동공면의 세그먼트화 및 각 세그먼트로부터의 검출기(108)로의 샘플 복사선(122)의 집속은 샘플 복사선(122)의 각 파장에 대하여 요구되는 검출기 면적을 감소시키고 복수의 파장에 대하여 동공면과 연관된 조명의 동시 포착을 위한 검출기(108)에서의 공간을 제공할 수 있다. 또한, 동공면과 연관된 스펙트럼적으로 분해된 조명의 동시 측정은 고속 측정 시간을 촉진할 수 있다(예를 들면, 상이한 조명 파장에 대하여 동공면의 이미지들을 순차적으로 포착하는 것 등에 비해서).
다시 도 1을 참조하면, 조명원(102)은 복수의 스펙트럼 성분을 가진 조명 빔(104)을 생성하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 조명원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명원(102)은 넓은 스펙트럼의 파장에 대하여 동공면과 연관된 조명의 동시 포착을 위해 넓은 스펙트럼 범위를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 조명원(102)은 선택된 스펙트럼 대역의 조명에 대하여 동공면과 연관된 조명의 동시 포착을 위해 복수 범위의 좁은 스펙트럼 대역을 포함할 수 있다.
조명원(102)은 비제한적인 예를 들자면 백색 광원(예를 들면, 가시 파장을 포함한 스펙트럼을 가진 광대역 광원), 레이저 소스, 아크 램프, 무전극 램프 또는 레이저 지속 플라즈마(laser sustained plasma, LSP) 소스로 형성될 수 있다. 예를 들면, 조명원(102)은 초연속체 광원을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 조명원(102)은 초연속체 레이저 소스(예를 들면, 백색광 레이저 소스)를 포함할 수 있다. 또한, 조명 빔(104)은 자유 공간 전파 또는 광 도파로(예를 들면, 광섬유, 광 파이프 등)를 통해 전달될 수 있다. 다른 실시형태에서, 조명원(102)은 동조형 조명원이다. 이 점에서, 조명 빔(104)의 복사선의 파장은 임의의 선택된 파장의 복사선(예를 들면, UV 복사선, 가시 복사선, 적외 복사선 등)으로 조정될 수 있다. 게다가, 조명 빔(104)은 임의 정도의 공간적 및/또는 시간적 간섭성을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 레이저 소스로서 구성된 조명원(102)은 공간적 및 시간적 간섭성 조명 빔(104)을 생성할 수 있다. 다른 예로서, 램프 소스로서 구성된 조명원(102)은 공간적 및/또는 시간적 비간섭성 조명 빔(104)을 생성할 수도 있다.
조명원(102)은 조명 빔(104)을 조명 경로(110)를 통해 임의 각도로 샘플에 지향시킬 수 있다. 예를 들면, 조명 광학 요소(112)는 비제한적으로 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 편광자, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 빔스플리터, 하나 이상의 디퓨저, 하나 이상의 균질화기, 하나 이상의 어포다이저, 또는 하나 이상의 빔 세이퍼를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 조명원(102)은 샘플(114)의 표면에 대해 수직 입사각으로 샘플(114)에 조명 빔(104)을 지향시킨다. 다른 실시형태에서, 조명원(102)은 소정의 각도(예를 들면, 시사각(glancing angle), 45도 각 등)로 샘플(114)에 조명 빔(104)을 지향시킨다. 다른 실시형태에서, 샘플(114)에 대한 조명 빔(104)의 입사각은 조정 가능하다. 예를 들면, 빔스플리터(124) 및 대물렌즈(116)를 통한 조명 빔(104)의 경로는 샘플(114)에 대한 조명 빔(104)의 입사각을 제어하도록 조정될 수 있다. 이 점에서, 조명 빔(104)은 조명 빔(104)이 샘플(114)에 대하여 수직 입사각을 갖도록 빔스플리터(124) 및 대물렌즈(116)를 통한 공칭 경로를 가질 수 있다. 또한, 샘플(114)에 대한 조명 빔(104)의 입사각은 (예를 들면, 회전 미러, 공간 광 변조기, 자유형 조명원 등에 의해) 빔스플리터(124)에서 조명 빔(104)의 위치 및/또는 각도를 수정함으로써 제어될 수 있다.
스테이지 어셈블리(118)는 업계에 공지된 임의의 샘플 스테이지 아키텍처를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스테이지 어셈블리(118)는 비제한적으로 선형 스테이지를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 스테이지 어셈블리(118)는 비제한적으로 회전 스테이지를 포함할 수 있다. 또한, 샘플(114)은 비제한적으로 반도체 웨이퍼와 같은 웨이퍼를 포함할 수 있다.
또한, 여기에서, 검출기(108)는 샘플(114)로부터 수광된 조명을 측정하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 광학 검출기를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 검출기(108)는 비제한적으로 CCD 검출기, TDI 검출기, 광증배관(photomultiplier tube, PMT), 애벌런시 포토다이오드(avalanche photodiode, APD) 등을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 검출기(108)는 샘플(114)로부터 나온 복사선의 파장을 식별하기에 적합한 분광 검출기를 포함할 수 있다. 또한, 수집 경로(120)는 비제한적으로 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 편광자, 하나 이상의 빔 블록 또는 하나 이상의 빔스플리터를 포함한 대물렌즈(116)에 의해 수집된 조명을 지향 및/또는 수정하는 복수의 광학 요소를 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 제어기(130)는 하나 이상의 프로세서(142)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 상기 하나 이상의 프로세서(142)는 메모리(144) 또는 기억 매체에 유지되는 프로그램 명령어의 집합을 실행하도록 구성된다. 또한, 제어기(130)는 상기 하나 이상의 프로세서(142)에 의해 실행 가능한, 상기 메모리(144)에 저장된 하나 이상의 프로그램 명령어를 포함하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 제어기(130)의 상기 하나 이상의 프로세서(142)는 업계에 공지된 임의의 처리 요소를 포함할 수 있다. 이 점에서, 상기 하나 이상의 프로세서(142)는 알고리즘 및/또는 명령어를 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서형 장치를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 상기 하나 이상의 프로세서(142)는 데스크톱 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 본 명세서 전반에 걸쳐 설명한 것처럼 시스템(100)을 동작시키도록 구성된 프로그램을 실행하도록 구성된 임의의 다른 컴퓨터 시스템(예를 들면, 네트워크 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. 또한, 용어 "프로세서"는 비일시적 메모리(144)로부터의 프로그램 명령어를 실행하는 하나 이상의 처리 요소를 가진 임의의 장치를 포괄하도록 넓게 규정될 수 있는 것으로 인지된다.
여기에서, 본 명세서 전반에 걸쳐 설명한 단계들은 제어기(130)에 의해 수행될 수 있는 것으로 인지된다. 또한, 제어기(130)는 단일 컴포넌트 또는 복수 컴포넌트로 형성될 수 있다. 또한, 여기에서 제어기(130)의 복수 컴포넌트는 공통 하우징에 또는 복수의 하우징 내에 하우징될 수 있다는 점에 주목한다. 이 방법으로, 임의의 제어기 또는 제어기들의 조합은 완전한 시스템(100)으로 집적하기에 적합한 모듈로서 별도로 패키징될 수 있다.
메모리(144)는 관련된 하나 이상의 프로세서(142)에 의해 실행가능한 프로그램 명령어를 저장하기에 적합한 업계에 공지된 임의의 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메모리(144)는 비일시적 기억 매체를 포함할 수 있다. 추가의 예로서, 메모리(144)는 비제한적으로 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 장치(예를 들면, 디스크), 자기 테이프, 반도체 드라이브 등을 포함할 수 있다. 또한, 메모리(144)는 하나 이상의 프로세서(142)와 함께 공통 제어기 하우징 내에 하우징될 수 있다는 점에 주목한다. 일 실시형태에서, 메모리(144)는 하나 이상의 프로세서(142) 및 제어기(130)의 물리적 위치와 관련하여 원격에 위치할 수도 있다. 예를 들면, 제어기(130)의 하나 이상의 프로세서(142)는 네트워크(예를 들면, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스 가능한 원격 메모리(예를 들면, 서버)에 액세스할 수 있다. 그러므로 전술한 설명은 단지 예시한 것일 뿐 본 개시내용을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
다시 도 2를 참조하면, 일 실시형태에서, 분산 요소(132)는 동적으로 구성 가능하다. 이 점에서, 분산 요소(132)의 동작(예를 들면, 분산 값, 특정 파장의 광의 출사각 등)은 구성 및/또는 선택 가능하다. 예를 들면, 상이한 분산 값을 가진 일련의 회절 광학 요소(예를 들면, 상이한 선형 분산 값을 가진 일련의 회절 격자 등)들이 초분광 이미징 서브시스템(106)의 분산 값이 동적으로 변경될 수 있도록 이동형 어셈블리(도시 생략)에 장착될 수 있다. 이동형 어셈블리는 초분광 이미징 서브시스템(106)의 분산 요소를 구성하는데 적합한 업계에 공지된 임의 유형의 이동형 어셈블리일 수 있다. 예를 들면, 이동형 어셈블리는 비제한적으로 회전 어셈블리 또는 선형 어셈블리를 포함할 수 있다. 또한, 이동형 어셈블리는 수동 이동형 어셈블리, 모터 이동형 어셈블리 등을 포함할 수 있다.
다른 실시형태에서, 동적으로 생성된 분산 요소(132)(예를 들면, 음향-광학 변조기, 전기-광학 변조기 등)의 분산은 동적으로 변경될 수 있다. 예를 들면, 변환기의 변조 주파수는 분산 요소(132)로부터의 스펙트럼적으로 분산된 샘플 복사선(122)의 경로를 수정하도록 동적으로 조정될 수 있다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시형태에 따른 초분광 이미징 계측 방법(600)에서 수행되는 단계들을 나타내는 흐름도이다. 본 출원인은 시스템(100)과 관련하여 전술한 실시형태 및 가능한 기술들이 방법(600)에까지 연장되도록 해석되어야 한다는 점에 주목한다. 그러나 방법(600)은 시스템(100)의 아키텍처로 제한되지 않는다는 점에 또한 주목한다.
일 실시형태에서, 방법(600)은 수집 옵틱스의 집합에 의해 샘플로부터 조명을 수집하는 단계(602)를 포함한다. 예를 들면, 하나 이상의 수집 옵틱스는 복수의 산란각으로 샘플로부터 조명(예를 들면, 샘플 복사선(122))(예를 들면, 샘플에 의해 산란, 반사 및/또는 회절되는 조명원으로부터의 조명)을 수집할 수 있다. 또한, 샘플에 의해 수집된 조명의 각도 분포는 조명의 공간 분포로서 표시될 수 있다(예를 들면, 동공면, 후방 초점면, 회절면 등에서).
다른 실시형태에서, 방법(600)은 수집된 조명을 분산 요소에 의해 스펙트럼적으로 분산시키는 단계(604)를 포함한다. 예를 들면, 분산 요소는 동공면에 배치될 수 있다. 따라서 분산 요소는 수집된 조명의 스펙트럼 성분에 따라 동공면을 스펙트럼적으로 분산시킬 수 있다.
다른 실시형태에서, 방법(600)은 집속 요소의 렌즈 어레이에서의 동공면의 이미지를 생성하는 단계(606)를 포함한다. 예를 들면, 스펙트럼적으로 분산된 수집된 조명이 조합되어 렌즈 어레이에 동공면의 이미지를 형성할 수 있다.
다른 실시형태에서, 방법(600)은 수집된 조명을 어레이 패턴으로 분포시키는 단계(608)를 포함한다. 예를 들면, 렌즈 어레이는 동공면(예를 들면, 렌즈 어레이에서의 동공면의 이미지)을 집속 요소의 분포에 따라 복수의 세그먼트로 분할할 수 있다. 따라서 렌즈 어레이의 각각의 집속 요소는 수집된 조명이 (예를 들면, 검출기, 다른 광학 요소 등에서) 어레이 패턴을 형성하도록 동공면의 일부를 수집 및 분포시킬 수 있다. 다른 실시형태에서, 어레이 패턴은 스펙트럼적으로 분산된다. 예를 들면, 각각의 스펙트럼 부분(예를 들면, 샘플 복사선(122)의 파장)은 어레이 패턴과 연관되고 복수의 스펙트럼 부분에 대응하는 어레이 패턴은 공간적으로 변위될 수 있다. 이 점에서, 검출기는 샘플 복사선(122)과 연관된 복수의 파장에 대하여 동공면과 연관된 조명을 동시에 포착할 수 있다. 다른 실시형태에서, 어레이 패턴(예를 들면, 주어진 스펙트럼 부분의 어레이 패턴)의 각 요소는 동공면의 일부의 스케일링된 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 동공면(예를 들면, 동공면 등)과 연관된 조명의 복수의 이미지가 동시에 포착될 수 있다.
여기에서 설명한 주제는 때때로 다른 컴포넌트에 내포되거나 다른 컴포넌트와 접속된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그러한 묘사된 아키텍처는 단지 예를 든 것이고 사실은 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 개념적으로, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트들의 임의의 배치는 원하는 기능을 달성하도록 효과적으로 "연관"된다. 그러므로 특정 기능을 달성하도록 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 컴포넌트에 관계없이 원하는 기능을 달성하도록 서로 "연관"된 것으로서 보여질 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 2개의 컴포넌트는 원하는 기능을 달성하도록 서로 "접속" 또는 "결합"된 것으로 보여질 수 있고, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 원하는 기능을 달성하도록 서로에 "결합 가능"한 것으로 보여질 수 있다. 결합 가능한 구체적인 예는, 비제한적으로, 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 컴포넌트를 포함한다.
본 개시내용 및 그 많은 부수적인 장점들은 전술한 설명으로 이해될 것으로 믿어지고, 개시된 주제로부터 벗어나지 않고 또는 그 실질적인 장점들을 모두 희생하지 않고 컴포넌트들의 형태, 구성 및 배치에 있어서 각종 변화가 가능하다는 것은 명백하다. 여기에서 설명한 형태는 단지 설명을 위한 것이고, 첨부된 청구범위는 그러한 변화를 포괄 및 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 본 개시내용은 첨부된 청구범위에 의해 규정된다는 점을 이해하여야 한다.

Claims (33)

  1. 계측 시스템에 있어서,
    조명 빔을 생성하도록 구성된 조명원과;
    상기 조명 빔을 샘플에 지향시키도록 구성된 하나 이상의 조명 옵틱스(illuminatin optics)와;
    상기 샘플로부터 나온 조명을 수집하도록 구성된 하나 이상의 수집 옵틱스와;
    검출기와;
    초분광 이미징 서브시스템
    을 포함하고, 상기 초분광 이미징 서브시스템은,
    수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산시키도록 구성된, 상기 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치한 분산 요소와;
    집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이와;
    하나 이상의 이미징 옵틱스를 포함하며, 상기 하나 이상의 이미징 옵틱스는, 상기 렌즈 어레이에 동공면의 이미지를 형성하기 위해 상기 스펙트럼적으로 분산된 수집된 조명을 조합하고, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소는 상기 동공면의 이미지를 세그먼트화하고, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소의 공간 분포에 기초하여 상기 동공면의 이미지의 세그먼트로부터의 조명을 어레이 패턴으로 상기 검출기에 분포시키는 것인 계측 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출기에서의 어레이 패턴은 스펙트럼적으로 분산된 것인 계측 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수집된 조명의 제1 파장과 연관된 상기 어레이 패턴의 제1 부분은, 상기 수집된 조명의 제2 파장과 연관된 상기 어레이 패턴의 제2 부분과 관련하여 공간적으로 변위된 것인 계측 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 어레이 패턴의 제1 부분과 상기 어레이 패턴의 제2 부분은 상기 검출기에 비겹침 분포(non-overlapping distribution)로 공간적으로 분포된 것인 계측 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 초분광 이미징 서브시스템은 상기 샘플과 쌍을 이루는(conjugate) 평면에 위치한 필터를 더 포함하고,
    상기 샘플과 쌍을 이루는 평면은 상기 샘플의 스펙트럼적으로 분산된 이미지와 연관되며, 상기 필터는 상기 수집된 조명의 선택된 부분을 통과시키는 것인 계측 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 필터는 상기 수집된 조명의 공간 범위(spatial extent)를 제한하는 공간 필터를 포함한 것인 계측 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 필터는 공간 광 변조기를 포함한 것인 계측 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 1차원 렌즈 어레이를 포함한 것인 계측 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 원통 렌즈 어레이를 포함한 것인 계측 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 2차원 렌즈 어레이를 포함한 것인 계측 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 분산 요소는 회절 격자를 포함한 것인 계측 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 회절 격자는 블레이즈 회절(blazed diffraction) 격자, 룰 회절(rule diffraction) 격자, 또는 홀로그래픽 회절 격자, 중의 적어도 하나를 포함한 것인 계측 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 상기 분산 요소는 음향-광학 변조기를 포함한 것인 계측 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 조명원은 초연속체 레이저 소스를 포함한 것인 계측 시스템.
  15. 초분광 이미징 장치에 있어서,
    샘플로부터 나온 조명을 수집하도록 구성된 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치하고, 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산시키도록 구성된 분산 요소와;
    집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이와;
    하나 이상의 이미징 옵틱스
    를 포함하고, 상기 하나 이상의 이미징 옵틱스는 상기 렌즈 어레이에 상기 동공면의 이미지를 생성하기 위해 공간적으로 분산된 파장의 집합을 수집하고, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소는, 상기 동공면의 이미지를 세그먼트화하고, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소의 분포에 기초하여 상기 동공면의 이미지의 세그먼트로부터의 조명을 어레이 패턴으로 분포시키도록 구성된 것인 초분광 이미징 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 어레이 패턴은 스펙트럼적으로 분산된 것인 초분광 이미징 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 수집된 조명의 제1 파장과 연관된 상기 어레이 패턴의 제1 부분은, 상기 수집된 조명의 제2 파장과 연관된 상기 어레이 패턴의 제2 부분과 관련하여 공간적으로 변위된 것인 초분광 이미징 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 어레이 패턴의 제1 부분과 상기 어레이 패턴의 제2 부분은 비겹침 분포로 공간적으로 분포된 것인 초분광 이미징 장치.
  19. 제15항에 있어서, 상기 샘플과 쌍을 이루는 평면에 위치한 필터를 더 포함하고,
    상기 샘플과 쌍을 이루는 평면은 상기 샘플의 스펙트럼적으로 분산된 이미지와 연관되며, 상기 필터는 상기 수집된 조명의 선택된 부분을 통과시키는 것인 초분광 이미징 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 필터는 상기 수집된 조명의 범위를 제한하는 공간 필터를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 필터는 공간 광 변조기를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  22. 제15항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 1차원 렌즈 어레이를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 원통 렌즈 어레이를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  24. 제15항에 있어서, 상기 렌즈 어레이는 2차원 렌즈 어레이를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  25. 제15항에 있어서, 상기 분산 요소는 회절 격자를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 회절 격자는 블레이즈 회절 격자, 룰 회절 격자, 또는 홀로그래픽 회절 격자, 중의 적어도 하나를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  27. 제15항에 있어서, 상기 분산 요소는 음향-광학 변조기를 포함한 것인 초분광 이미징 장치.
  28. 계측 시스템에 있어서,
    조명 빔을 생성하도록 구성된 조명원과;
    상기 조명 빔을 샘플에 지향시키도록 구성된 하나 이상의 조명 옵틱스와;
    상기 샘플로부터 나온 조명을 수집하도록 구성된 하나 이상의 수집 옵틱스와;
    인터리브된(interleaved) 동공 이미지의 집합을 생성하는 초분광 이미징 서브시스템 ― 상기 인터리브된 동공 이미지의 집합 중 개별 동공 이미지는, 특정 스펙트럼 범위의 파장을 가진 상기 하나 이상의 수집 옵틱스로부터 상기 수집된 조명의 각도 분포를 나타냄 ― 과;
    상기 인터리브된 동공 이미지의 집합을 포착하도록 구성된 검출기
    를 포함한 계측 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 인터리브된 동공 이미지의 집합 중 제1 동공 이미지는 이미지 세그먼트의 제1 어레이를 포함하고, 상기 인터리브된 동공 이미지의 집합 중 제2 동공 이미지는 적어도 이미지 세그먼트의 제2 어레이를 포함하며, 상기 이미지 세그먼트의 제1 어레이는 상기 검출기에서 적어도 상기 이미지 세그먼트의 제2 어레이와 인터리브되는 것인 계측 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 개별 동공 이미지의 상기 특정 스펙트럼 범위의 파장은 겹치지 않는 것인 계측 시스템.
  31. 초분광 이미징 계측을 위한 방법에 있어서,
    수집 옵틱스의 집합에 의해 샘플로부터 조명을 수집하는 단계와;
    수집된 조명을 상기 수집 옵틱스의 집합의 동공면에 위치한 분산 요소에 의해 스펙트럼적으로 분산시키는 단계와;
    집속 요소의 어레이를 포함한 렌즈 어레이에 상기 동공면의 이미지를 생성하는 단계 ― 상기 스펙트럼적으로 분산된 수집된 조명 집합은 동공면의 이미지를 형성하도록 조합되고, 상기 렌즈 어레이의 집속 요소는 상기 동공면의 이미지를 세그먼트화함 ― 와;
    상기 렌즈 어레이의 집속 요소의 분포에 기초하여 상기 동공면의 이미지의 세그먼트로부터의 상기 조명을 어레이 패턴으로 분포시키는 단계
    를 포함한, 초분광 이미징 계측을 위한 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 조명을 어레이 패턴으로 분포시키는 단계는, 상기 수집된 조명을 스펙트럼적으로 분산된 어레이 패턴으로 분포시키는 단계를 포함한 것인, 초분광 이미징 계측을 위한 방법.
  33. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 어레이에서의 상기 동공면의 이미지는 스펙트럼적으로 분산되지 않는(de-dispersed) 것인 계측 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102684802B1 (ko) 2024-02-06 2024-07-12 주식회사 스키놀 라만 초분광의 분광 감도를 개선한 분광부 및 이를 구비한 라만 초분광 시스템
KR102684804B1 (ko) 2024-02-06 2024-07-12 주식회사 스키놀 경사형 프로브를 이용한 라만 초분광 깊이 프로파일 측정 시스템

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643068B (zh) * 2016-08-23 2021-10-01 Asml荷兰有限公司 量测设备和用于测量结构的方法和光刻系统
EP3336495B1 (en) * 2016-12-16 2024-02-14 F. Hoffmann-La Roche AG Characterizing the emission properties of samples
TWI622810B (zh) * 2017-04-26 2018-05-01 和碩聯合科技股份有限公司 成像裝置及成像方法
US11474288B2 (en) * 2017-05-04 2022-10-18 Nkt Photonics A/S Light system for supplying light
US10401738B2 (en) * 2017-08-02 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Overlay metrology using multiple parameter configurations
CN107666351B (zh) * 2017-09-30 2019-10-15 长春理工大学 采用超连续谱载波源大气通信系统
NL2020623B1 (en) * 2018-01-24 2019-07-30 Illumina Inc Structured illumination microscopy with line scanning
US11802841B2 (en) 2018-02-27 2023-10-31 Hitachi High-Tech Corporation Defect detection device, defect detection method, and defect observation device
US10536686B1 (en) * 2018-08-02 2020-01-14 Synaptive Medical (Barbados) Inc. Exoscope with enhanced depth of field imaging
US11118903B2 (en) * 2018-10-17 2021-09-14 Kla Corporation Efficient illumination shaping for scatterometry overlay
US10942135B2 (en) * 2018-11-14 2021-03-09 Kla Corporation Radial polarizer for particle detection
US10816464B2 (en) * 2019-01-23 2020-10-27 Applied Materials, Inc. Imaging reflectometer
EP3977091A1 (en) 2019-05-31 2022-04-06 Cytognos, S.L. Hyperspectral quantitative imaging cytometry system
EP3783438A1 (en) * 2019-08-21 2021-02-24 ASML Netherlands B.V. Wavelength selection module, illumination system and metrology system
US11933717B2 (en) * 2019-09-27 2024-03-19 Kla Corporation Sensitive optical metrology in scanning and static modes
US11417010B2 (en) * 2020-05-19 2022-08-16 Applied Materials, Inc. Image based metrology of surface deformations
CN112108775A (zh) * 2020-09-09 2020-12-22 湖南鼎一致远科技发展有限公司 一种并行控制激光的装置、方法及激光打标机
CN114112043B (zh) * 2021-11-12 2023-11-07 杭州电子科技大学 一种光谱成像装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060274308A1 (en) 2005-06-06 2006-12-07 Brady David J Optical Spectroscopy with Overlapping Images
WO2011046875A1 (en) 2009-10-12 2011-04-21 Nadia Pervez Photonic crystal spectrometer

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10122961A (ja) * 1996-10-16 1998-05-15 Yokogawa Electric Corp マイクロ分光分析器
CA2245389A1 (en) * 1998-08-24 2000-02-24 Ilya Golub Multiplexer/demultiplexer for wdm optical signals
US8174694B2 (en) 2001-12-21 2012-05-08 Bodkin Design And Engineering Llc Hyperspectral imaging systems
US7274011B2 (en) * 2004-12-27 2007-09-25 Teledyne Licensing, Llc Spectral imager and fabrication method
US7317179B2 (en) 2005-10-28 2008-01-08 Cymer, Inc. Systems and methods to shape laser light as a homogeneous line beam for interaction with a film deposited on a substrate
EP1862795A1 (en) * 2006-05-10 2007-12-05 ABB Schweiz AG Bulk Material Analyzer System
CN101512309A (zh) * 2006-08-31 2009-08-19 卡尔蔡司Sms有限责任公司 用于位置分辨地确定在物体成像的图像平面中电磁场的相位和幅度的方法和装置
JP4405525B2 (ja) * 2007-03-29 2010-01-27 株式会社東芝 三次元光線取得装置
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
US8531650B2 (en) * 2008-07-08 2013-09-10 Chiaro Technologies LLC Multiple channel locating
US8654328B2 (en) * 2008-11-04 2014-02-18 William Marsh Rice University Image mapping spectrometers
RU2535640C2 (ru) * 2009-08-11 2014-12-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Формирование многоспектральных изображений
DE102009043745A1 (de) 2009-09-30 2011-04-07 Carl Zeiss Microlmaging Gmbh Spektraldetektor mit variabler Filterung durch räumliche Farbtrennung und Laser-Scanning- Mikroskop
US9041930B1 (en) 2010-05-20 2015-05-26 Kla-Tencor Corporation Digital pathology system
WO2013038595A1 (ja) * 2011-09-16 2013-03-21 パナソニック株式会社 撮像装置
EP2776799B1 (en) * 2011-11-04 2019-05-22 IMEC vzw Spectral camera with mirrors for projecting multiple adjacent image copies onto sensor array
JP6082401B2 (ja) * 2011-11-04 2017-02-15 アイメックＩｍｅｃ センサアレイ上にインターリーブ配置された画像コピーのオーバーラップしたセグメントを備えたスペクトルカメラ
US20150234102A1 (en) * 2012-08-20 2015-08-20 Drexel University Dynamically focusable multispectral light field imaging
US9219866B2 (en) * 2013-01-07 2015-12-22 Ricoh Co., Ltd. Dynamic adjustment of multimode lightfield imaging system using exposure condition and filter position
JP6225519B2 (ja) * 2013-07-09 2017-11-08 株式会社リコー 測定装置及び測定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060274308A1 (en) 2005-06-06 2006-12-07 Brady David J Optical Spectroscopy with Overlapping Images
WO2011046875A1 (en) 2009-10-12 2011-04-21 Nadia Pervez Photonic crystal spectrometer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102684802B1 (ko) 2024-02-06 2024-07-12 주식회사 스키놀 라만 초분광의 분광 감도를 개선한 분광부 및 이를 구비한 라만 초분광 시스템
KR102684804B1 (ko) 2024-02-06 2024-07-12 주식회사 스키놀 경사형 프로브를 이용한 라만 초분광 깊이 프로파일 측정 시스템

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