KR102473562B1 - 자동 주사 탐침 현미경 시스템에서의 정밀 프로브 위치 - Google Patents

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Abstract

주사 탐침 현미경(SPM) 시스템 및 관련 방법에 관한 것으로, 주사 탐침 현미경 시스템은, 상기 샘플의 나노스케일 피쳐들과 상호 작용하고 타겟 영역을 스캐닝하여 상기 타겟 영역의 3차원 영상을 구현하기 위하여 적용된 프로브를 포함하고, 상기 스템은 샘플-특정 좌표계에 따라 상기 샘플의 이격된 영역에서 복수의 관심 피쳐들 각각에 대한 위치 정보를 유지하고, 여기서, 상기 SPM 시스템은, SPM 좌표계에 따라 샘플에 대한 프로브의 포지셔닝을 조절하기 위하여 구비되며, 상기 SPM 시스템은 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계사이의 일련의 정렬 에러를 결정하여 상기 SPM 좌표계에 보정을 가하여 상기 정렬 에러를 상쇄시키도록 구비됨으로서 샘플-특정 좌표계 및 상기 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 조절한다.

Description

자동 주사 탐침 현미경 시스템에서의 정밀 프로브 위치{PRECISE PROBE PLACEMENT IN AUTOMATED SCANNING PROBE MICROSCOPY SYSTEMS}
본 발명은 주사 탐침 현미경(scanning probe microscopy; SPM)에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 자동 주사 탐침 현미경의 프로브 위치 액츄에이터를 제어하여 해당 목적에 맞추어 주사 탐침 현미경의 프로브를 신속하게 재위치시키는 것에 관한 것이다.
원자 현미경(atomic force microscope; AFM)과 같은 주사 탐침 현미경(scanning probe microscope; SPM)은 나노 스케일의 크기 이하의 샘플 표면의 특징을 탐침하기 위하여 가는 팁을 일반적으로 이용하는 도구이다. 본 발명의 개시를 위한 목적으로 이용되는 용어 나노 스케일은 1 마이크로미터보다 작은 크기를 말한다. 주사 탐침 현미경은 샘플 및 프로브 팁 사이의 상호 작용을 탐침한다. 상기 팁 및 샘플 사이의 상대적인 스캐닝 이동을 제공함으로써, 표면 특징 데이터가 샘플 상에 특정 위치에서 획득되며, 해당 위치에 대응되는 맵이 형성될 수 있다. 이들의 해상도 및 유용성에 의하여, 주사 탐침 현미경은 반도체 제조에서부터 생물학적 연구에 걸치는 다양한 분야에서 중요한 측정 장치이다. 다른 분야에서, 주사 탐침 현미경 시스템은 샘플의 나노 기계적 특징을 측정하는 데에도 이용될 수 있다.
일반적인 주사 탐침 현미경의 프로브는, 서포트, 이의 베이스에 고정되며, 그 반대에는 자유단으로 연장된 날카로운 프로브 팁을 갖는 매우 작은 캔틸레버를 포함한다. 상기 프로브 팁은 피측정 샘플의 표면에 인접하거나 컨택할 수 있도록 구비되며, 샘플과 프로브 팁의 상호 작용에 따라 캔틸레버의 휨(deflection)이, 예를 들면 미국등록특허 제 RE34,4889호(Hansma 등)에 개시된 광학 레버 시스템과 같은 최대로 민감한 휨 검출기 또는 스트레인 게이지, 커패시턴스 센서 등과 같은 다른 휨 검출기로 측정된다. 프로브는 샘플 서포트, 프로브 또는 이들의 조합 상에서 작동하는 고해상도 3축 스캐너를 이용하여 표면 상에서 스캔닝한다. 장비는, 샘플의 표면 형태(토포그래피, topography) 또는 샘플의 나노 기계적 특성을 측정하면서, 상기 프로브 및 샘플 사이의 상대적인 이동을 만들어낸다.
다른 주사 탐침 현미경 프로브 팁 형상은 그 용도에 따라 다양하게 이용될 수 있다. 나노 스케일 물체의 높이를 측정하기 위하거나, 물질 특성(예; 탄성 계수(elastic modulus))을 측정하거나 또는 매우 작은 물체를 제어하기 위하여 일반적으로 사용되는 팁 형상의 일 형태는, 상대적으로 작은 프로파일을 갖는 뽀족한 형상(예; 포물형)이다. 수직 벽 및 언더컷 영역과 같은 표면 특징을 이미징 하거나 측정하기 위하여 임계 치수(critical dimension; CD)를 측정하기 위하여, 주사 탐침 현미경은, 주사 방향을 따라 하나 이상의 돌출부를 갖는 부츠 형상 또는 역전된 버섯 형상의 프로브 팁과 같은 복잡한 프로브 팁 형상을 이용할 수 있다.
주사 탐침 현미경은, 측정, 이미징 또는 다른 표면 검사를 위한 모드 및 샘플의 나노 기계적 특성을 측정하기 위한 모드를 포함하는 다양한 모드에서 구동할 수 있도록 구비될 수 있다. 컨택 모드 구동에서, 현미경은, 일정한 프로브-샘플 상호 작용력을 유지한 채, 샘플 표면에 걸쳐 팁을 일반적으로 스캐닝한다. 태핑 모드로 칭하여 지기도 하는 진동 모드 구동에서는, 주사 탐침 현미경의 팁은, 프로브의 캔틸레버의 공진 주파수에서 또는 그 근처에서 상호 작용을 하는 동안 진동하게 된다. 상기 진동의 크기 또는 위상각은 프로브-샘플 상호 작용에 의하여 영향을 받으며, 진동에서의 변화가 감지된다.
프로브가 샘플 표면 상에서 스캐닝될 때, 프로브 위치 제어 시스템은 예를 들면, 캔틸레버의 휨(컨택 모드의 경우) 또는 진동 폭 또는 위상각의 변화(진동 모드의 경우)와 같은 샘플 표면에 대한 프로브의 상호 작용을 모니터링 한다. 제어 시스템은 샘플에 대하여 상대적인 프로브의 위치(또는 진동 모드의 경우 평균 위치)를 조절하여 일정한 프로브-샘플 상호작용을 유지한다. 따라서, 위치 조절은 샘플의 표면 형태를 추적한다. 이런 방식에 있어서, 위치 조절과 연관된 데이터가 저장되어 샘플을 특징화하는 데이터로 처리된다. 상기 데이터는 검사된 샘플의 표면 이미지를 구현하거나, 선택된 표면부에 대한 검사(예를 들면, 피쳐의 높이)를 수행한다.
프로브 위치 조절은 구동 회로에 의하여 구동되는 캔틸레버 위치 액츄에이터에 의하여 영향을 받는다. 캔틸레버 액츄에이터에 관한 다양한 기술들이 알려져 있으며, 압전 및 자기 트랜스듀서가 포함될 수 있다. 구동 회로는 프로브 위치 신호를 생성하고, 프로브 위치 신호를 증폭하여 액츄에이터에 인가되는 구동 신호를 생성한다. 구동 신호는 연속적으로 샘플로부터 프로브 간의 이격 거리를 재위치시켜 샘플 표면의 임의 표면 형태를 추적한다. 따라서, 구동 신호는 0 hz 내지 프로브가 샘플 표면의 표면 형태를 추적하기 위한 최대 속도에 대응되며 주사 탐침 현미경의 최대 구동 밴드갭과 관련된 주파수까지의 밴드갭을 가진다.
샘플의 검사, 특히 웨이퍼 샘플의 검사는, 샘플의 정밀 위치에서 프로브의 위치 결정을 수반함으로써, 웨이퍼의 특정 부분이 스캐닝되어 웨이퍼 상의 피쳐의 표면 형태 이미지가 획득될 수 있다. 이를 위하여, 웨이퍼 등록점이 인식되고 x-y 좌표계 또는 방향 좌표계가, 이들 등록점에 연관된 프로브를 위치 결정하는 주사 탐침 현미경에서 구비된다.
현대의 앞선 집적 회로를 위한 반도체 제조 산업에서 결함 모니터링 및 석영 두께의 확인이, 웨이퍼 프린트의 신뢰성을 확보하기 위하여 수행되고 있다. 석영 두께 편차는 마스크 생산에서 엄격하게 관리하는 것이 중요하다. 따라서, 주사 탐침 현미경은 옹스트롱에서 마이크론 범위의 서버 나노미터 깊이 계측 정밀도를 가지며, 수직 또는 깊이/높이 방향에 따른 계측, 라인 또는 트렌치 폭, 측벽 각, 라인 에지 조도(line edge roughness; LER), 라인 폭 변화(line width variation; LWV) 및 측벽 조도(sidewall roughness; SWR)를 위한 계측을 위하여 이용된다. 나아가, 주사 탐침 현미경은 결함 확인을 위한 중요한 3차원, 표면 형상 정보를 제공한다. 따라서, 주사 탐침 현미경은 결함의 보다 정확한 분류 및 결함 제거를 위한 해결을 보다 빠르게 할 수 있다.
계측(metrology) 및 결함 확인(defect review) 모두를 위하여, 이미지 위치 정확도가 전체적인 측정 부정확성에 중요한 요인이다. 종래의 자동 주사 탐침 현미경 시스템은 광학 현미경 및 비디오 이미징 시스템에 적용되어 웨이퍼 상에 특정 위치에 대한 웨이퍼 피쳐 정보를 스캐닝하고 캡쳐링 한다. 이들 특정 정보는 좌표계에 기초한 웨이퍼를 정의하여, 주사 탐침 현미경 프로브 팁으로 후속하여 이미징 및 검사를 위한 피쳐로의 조절을 위하여 위하여 주사 탐침 현미경 시스템 좌표계와 연동시킨다.
여러 가지 등록 보정 기술이 적용된다; 웨이퍼 상에 단일 포인트 또는 복수의 포인트가 스캐닝되거나 캡쳐링되어, 스테이지 상에 로딩으로부터 웨이퍼의 회전, 잔여 직교성 및 존재하는 스케일 에러과 함께 웨이퍼 좌표계의 원점 및 좌표축을 정의한다. 네비게이션의 부정확성은, 웨이퍼 등록 위치에서 원점 및 기울기 지점들의 정의에서 베이스 라인 마크로 이용되는 부분들을 스캐닝하는 것으로부터 기인되는 불확실성으로부터 기인할 수 있다. 예를 들면, 원점 위치의 정의와 연관된 결과에 의한 에러는, 원점 정의에서 에러 텀(error term)과 적어도 같은 웨이퍼의 상의 다른 부분에 위치한 체계적 바이어스를 초래할 수 있다.
위치 불확실성의 두 개의 주요한 원인은, 네비게이션을 위한 광학 현미경에 적용되는 모든 주사 탐침 현미경 시스템을 위한 웨이퍼 등록에 있다. 제1 원인은 비디오 캡쳐 시스템의 최소 픽셀 해상도이다. 화소간 보간(inter-pixel interpolation)이 사용될 경우에도, 무시할 수 없는 위치 정확도 에러가, 웨이퍼 피쳐의 비디오 캡쳐 시스템 정의(video capture system definition)에서의 부정확도에 기인하여 피쳐에 장래 허용할 수 없는 네비게이션 부정확성을 야기할 수 있다. 제2 원인은, 프로브 팁 및 비디오 필드의 중심 사이의 물리적인 옵셋의 결과이다. 상기 물리적 옵셋은, 프로브 팁을 비디오 캡쳐 시스템에서 이전에 정의되고/이미지화된 샘플 표면의 관심 영역과 컨택하도록 하는 여러 종류의 이동을 위하여 보정되어야 한다. 상기 옵셋을 캘리브레이션하거나 보정하기 위한 알려진 방법이 있으나, 많은 분야에서 요구되는 정확도 요구를 쉽게 초과하는 이들 옵셋 보정으로부터 무시할 수 없을 정도의 에러가 여전히 존재한다. 나아가, 종래의 비디오-기반 웨이퍼 등록 시스템은, 허여가능한 조정 정확도를 확보하기 위한 추가된 복잡성 및 프로브 팁의 기계적 저하에 의하여 추가적인 스캐닝 시간이 추가적으로 이슈화되고 있다.
본 산업에서 요구되는 것은, 관심 피쳐의 이동 부정확성을 부정하면서, 주사 탐침 현미경에서의 스캐닝 시간 및 프로브 퇴화를 개선할 수 있는 시스템 및 방법이다.
본 산업에서 요구되는 것은, 관심 피쳐의 이동 부정확성을 부정하면서, 주사 탐침 현미경에서의 스캐닝 시간 및 프로브 퇴화를 개선할 수 있는 시스템 및 방법이다.
본 발명의 일 실시예는, 개선된 주사 탐침 현미경 프로브 팁 위치 정확도 및 측정 자동 결과를 위한 산업에서의 요구를 충족하는 것이며, 좌표 등록 위치를 정의하기 위한 부정확성의 영향을 효과적으로 감소시키는 것이다. 본 실시예는 샘플의 타겟 영역들을 특징화하기 위한 주사 탐침 현미경 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 주사 탐침 현미경 시스템은, 상기 샘플의 나노스케일 피쳐들과 상호 작용하는 데 적용되는 첨단(apex)을 갖는 팁을 구비하는 프로브를 포함하고 여기서, 상기 첨단 및 상기 샘플의 특정 나노스케일 피쳐 사이의 상대적인 위치는 시각적으로 측정되지 않는다. 주사 탐침 현미경 시스템은, 샘플 데이터 모듈, 프로브 포지셔닝 시스템, SPM 좌표 등록 모듈 및 SPM 좌표 모듈을 포함한다.
상기 샘플 데이터 모듈은 샘플-특정 좌표계에 따라 상기 샘플의 이격된 영역에서 복수의 관심 피쳐들 각각에 대한 위치 정보를 유지하고, 상기 복수의 관심 피쳐부들 각각에 관한 것으로 피쳐 확인 정보를 유지한다. 일 실시예에 있어서, 피쳐 확인 정보는 상기 복수의 관심 피쳐들 각각의 구조적 특성을 포함한다.
상기 프로브 포지셔닝 시스템은 SPM 좌표계에 따라 서브마이크론 해상도를 갖도록 상기 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 조절하도록 구비된 액츄에이터 및 액츄에이터 제어 회로를 포함한다. 여러 실시예에 있어서, 상기 상대 위치의 조절을 위하여, 상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복함으로써, 상기 프로브를 상기 샘플의 이격 영역들에서 특정 위치로 전체적으로 재위치 시키며, 타겟 영역을 스캐닝하여 상기 프로브 팁 및 상기 샘플의 나노스케일 피쳐 간의 상호 작용을 일으켜서 상기 타겟 영역의 3차원 영상을 구현한다.
상기 SPM 좌표 등록 모듈은 상기 샘플-특정 좌표계 및 상기 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 조절한다. 여기서 상기 SPM 좌표 등록 모듈은, 적어도 하나의 관심 피쳐의 스캐닝 및 상기 피쳐 확인 정보에 기초하여 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계사이의 일련의 정렬 에러를 결정하여 상기 SPM 좌표계에 보정을 가하여 상기 정렬 에러를 상쇄시킨다.
상기 스캔 영역 선택 제어 모듈은, 상기 프로브 포지셔닝 시스템 및 상기 SPM 좌표 등록 모듈에 구동 가능하게 연결된다. 여기서, 상기 스캔 영역 선택 제어 모듈은, 상기 프로브 포지셔닝 시스템이 상기 샘플의 초기 위치에서부터 복수의 피쳐들 중 후속하는 피쳐가 위치한 샘플의 서브-마이크론 이격 영역들에 대응되는 상기 샘플 상의 후속 위치로 상기 프로브 및 상기 샘플 사이에 상대 위치를 왕복하게 하며, 상기 SPM 좌표계 등록 모듈이 일련의 정렬 에러를 업데이트하여 업데이트된 보정을 상기 SPM 좌표계에 인가할 수 있도록 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 관심 피쳐는 기준 마커를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 초기 위치는 기준 마커일 수 있다. 적어도 하나의 관심 피쳐들은, 다른 관심 피쳐가 위치한 영역으로부터 이격된 영역에 위치할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 샘플 상에 각각 피쳐가 위치한 초기 및 후속 영역들은 상호 적어도 1cm 로 이격될 수 있다. 이와 다르게, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 1,000 μm 로 이격될 수 있다. 또한, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 100 μm 로 이격될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스캐닝 검사는, 초기 위치에서 후속 위치로 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 왕복하는 동안 수행될 수 있다. 상기 프로브는, 라인 폭 및 언터컷 피쳐의 범위를 넘어서는 선형 측정을 가능하게 하기 위한 임계 크기 프로브일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 주사 탐침 현미경 시스템은 샘플에 대한 프로브의 적어도 하나의 예비 위치를 설정하기 위하여 코스 포지셔닝 시스템을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 코스 포지셔닝 시스템은, 샘플 상의 초기 위치에서, 샘플 상의 후속 위치로 상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 코스 포지셔닝 시스템은, 스캐닝 검사 중 샘플에 대한 프로브의 이동 또는 진폭의 일반 범위에 대응되는 서브 마이크론 해상도가 부족하다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 코스 포지셔닝 시스템의 해상도는 1 마이크론 이상이며, 원하는 위치를 결정하기 위한 더 큰 시야를 요구한다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 시야는 100 마이크론 이상이다.
일 실시예에 있어서, 코스 포지셔닝 시스템은, 광학-기반 포지셔닝 시스템과 연결되어 구동될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 예비 또는 초기 위치는 상기 광학-기반 포지셔닝 시스템에 기초하여 결정된다. 일 실시예에 있어서, 광학-기반 포지셔닝 시스템은 직경이 1 마이이론 이상의 샘플 상에 영역을 스캐닝한다. 일 실시예에 있어서, 프로브 첨단 및 샘플의 특정 나노 스케일 피쳐 간의 상대적인 위치는 시각적으로 측정되지 않는다.
여러 실시예들에 있어서, 프로브 및 샘플 사이의 상대적인 포지셔닝을 조절하기 위한 더 높은 정밀도를 제공하기 위하여, 상기 코스 포지셔닝 시스템 및 상기 프로브 포지셔닝 시스템의 서브-마이크론 해상도 능력은 함께 작동하여, 더 정밀한 포지셔닝을 가능하게 한다. 일 실시예에 있어, 주사 탐침 현미경 시스템은, 광학-기반 포지셔닝 시스템 및 SPM 좌표 시스템을 모두 이용하여 프로브 및 샘플 사이의 더 정밀한 포지셔닝 및 조절을 가능하게 하여 프로브-샘플 상호 작용을 최적화 할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 주사 탐침 현미경 시스템은, SPM 좌표계에 의존함에 따라 더욱 정밀해 질 수 있다. 특히, 순수 광학-기반 포지셔닝 시스템의 이미지 해상도 제한에 반대되어, SPM 좌표계와의 상호 작용은 서브-마이크론 해상도를 가능하게 한다. 일 실시예에 있어서, 적어도 SPM 좌표계 데이터의 일부가 CAD 데이터로 저장된다. 일 실시예에 있어서, 복수의 업데이트된 보정이 SPM 좌표계에 인가되어 결정된 정렬 에러를 옵셋함으로써, 구동중 샘플에 대한 프로브의 위치 정밀도를 개선할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은, 스캐닝될 특정 관심 피쳐를 찾기 위한 시간이 상당히 감소될 수 있다.
상술한 내용은, 본 발명의 각 기재된 실시예 및 용도를 기재하기 위한 의도가 아니다. 도면들 및 후술하는 상세한 설명이 이들 실시예를 예시적으로 나타낸다.
아래의 도면들을 참고로 본 발명의 여러 실시예들에 대한 상세한 설명을 고려함으로써 본 발명은 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경 시스템을 설명하기 위한 탑-레벨 기능 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플, 프로브의 상대적인 운동 및 광학-기반 포지셔닝 시스템 일부의 상대적인 운동을 특징화하는 좌표계 내에서의 관계를 도시한 다이어그램이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플-특정 좌표계에 의하여 특징화되는 특정 위치를 갖는 샘플을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 SPM 좌표 등록 모듈의 구성을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로그램 모듈의 구성을 나타낸다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 샘플의 스캐닝을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 SPM 좌표계를 이용하는 동안 샘플의 스캐닝을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은, 여러 동작이 시간선에 따라 도시된 SPM 시스템을 위한 운영 체계를 설명한다.
본 발명은 여러 가지 수정 및 변형을 통하여 변경될 수 있으며, 이들의 특정예는 도면의 일 예로서 예시되며 상술하기로 한다. 하지만, 본 발명은 기술된 특정 실시예에 의하여 발명을 제한하지 않는다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항에 의하여 정의되는 발명의 범위 내에서 모든 변형, 균등물 및 대체예를 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 주사 탐침 현미경(scanning probe microscopy; SPM) 시스템(100)의 일부를 설명하는 탑-레벨 다이어그램이 도시된다. 시스템(100)은 프로브(104)를 유지하는 캔틸레버(102)를 포함한다. 프로브(104)는 샘플들(106)을 검사하기 위하여 사용된다. 예를 들면, 여러 가지 타입의 샘플들(106)은 금속 샘플, 반도체 소자, 디스크 드라이버 플래터와 같은 저장 소자, 폴리머 샘플, 생물학적 구조, 멤스 구조(microelectromechanical; MEMS), 나노구조 및 이와 유사한 것을 포함한다. 샘플들(106)은, 피검사체의 하나 이상의 피쳐를 갖는 것으로 제한되고 연속적인 표면(108)을 일반적으로 포함한다. 표면(108)은 주사 탐침 현미경을 통하여 검사에 적합한 적절한 표면이면 충분하다.
타겟 영역(스캐닝을 위한 고안된 영역)의 크기는 원하는 측정 해상도, 스캐닝 또는 측정 속도 및 SPM 장비의 가용 범위 및 시간 제한에 의하여 제한될 수 있다. 샘플(106)이 수백 스퀘어 센티미터 정도의 타겟 영역을 갖는 반면에, 마이크론 또는 서브 마이크론 정도의 타겟 영역일 수 있다. 주어진 샘플(106)은 하나 이상의 관심 피쳐가 위치한 복수의 특정 위치에 일반적으로 검사될 수 있다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼에서, 전체 웨이퍼를 대표하도록 설정된 통계적인 샘플로서 수십 또는 그 이상의 서로 다른 관심 피쳐들이 웨이퍼 상의 특정 위치에서 선택될 수 있다. 각 특정 위치에서, 주사 탐침 현미경은 일반적으로 특정 측정을 하거나, 샘플(106)의 표면(108)을 알려진 기술에 따라 래스터 라인 방식으로 주사(이로써, 일련의 측정들을 수행함)한다. 실시예들에 있어서, 복수의 임계 크기(critical dimension; CD) 측정이, 복수의 위치에서 라인 폭 또는 트렌치와 같은 관심 피쳐에 관하여 얻어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 프로브(104)는, 표면(108)의 토포그래피(topography)에 따라 설계되어 채용된 첨단(apex; 112)을 갖는 팁(110)을 포함하다. 여러 실시예들에 있어서, 프로브(104)는 NIST(national institute of standards and technology) 추적 표준을 이용하여 보정되어 측정 정확도를 확보할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프로브는, 부트-형상의 임계크기 원자 3차원 피쳐의 정확한 측정을 가능하게 하는 임계 크기(CD) 프로브이다 용어 '토포그래피'는 샘플(106)의 서브 마이크론 이격된 타겟 영역 내의 표면(108)의 나노스케일 피쳐를 포함하며 이에 제한되지 않으며, 샘플(106) 일부의 자연적이고 인공적인 물리적 피쳐의 배열에 따른 3차원 프로파일을 나타내는 것으로 정의된다. 샘플(106)의 자연적 및 인공적 토포그래피 피쳐는, 예를 들면, 라인, 골(trough), 벽, 코너, 캐비티, 돌출 및 이들과 유사한 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 프로브(104)의 이용은 라인-폭 범위에서 높은 선형 측정을 제공하며, 피쳐 타입, 밀도 또는 물질 타입에 의하여 영향을 받지 않는다. 여러 실시예들에 있어서, 프로브(104)를 이용한 스캐닝은 언더컷 피쳐의 측정을 가능하게 한다.
샘플(106)의 스캐닝 측정은, 샘플(106) 및 프로브(104) 사이의 측정가능한 상호작용을 일으키기 위하여 캔틸레버(102), 샘플(106) 또는 이들 캔틸레버(102) 및 샘플(106) 모두를 이동시켜, 표면(108)에 대하여 상대적으로 프로브(104)를 위치시킴으로써 수행될 수 있다. 프로브(104)는, 프로브 팁(110)의 첨단(112)이 샘플의 나노스케일 피쳐와 접촉하는 동안 샘플(106) 상에 또는 샘플(106)에 걸쳐서 스캐닝 된다. 일 실시예에 있어서, 첨단(112) 및 샘플의 나노 스케일 피쳐 사이의 상대적인 위치는 시각적으로 측정될 수 없다.
일 실시예에 있어서, 주사 탐침 현미경 시스템(SPM system; 100)은, 액츄에이터(114)가 표면(108)에 대하여 캔틸레버(102)를 통하여 프로브(104)를 이동시켜 프로브-샘플 상호작용을 조절하는 프로브 포지셔닝 시스템(probe positioning system)을 포함할 수 있다. 관련 실시예에 있어서, 액츄에이터(114)는 캔틸레버(102)에 대하여 샘플(106)을 이동시키거나, 액츄에이터(114)는 샘플(106) 및 캔틸레버(102) 모두를 이동시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 액츄에이터(114)는 압전 스택일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 액츄에이터(114)는 다른 압전 소자, 전자 변형성, 자기 변형성, 정전기적, 유도적 및/또는 보이스 코일 구동 메커니즘을 포함하며 이에 제한되지 않는 대체할 수 있는 액츄에이션 기술 및 입력 신호에 반응하여 이동을 발생시키는 다른 액츄에이터를 포함할 수 있다. 나아가, 본 관련 기술에서 통상의 지식을 가진 자는, 주사 탐침 현미경 시스템(100)이, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 관계를 포함하는 기계적 구조가 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 운동과 관련된 댐핑, 공진 또는 다른 상호작용을 줄이거나 회피할 수 있도록 고안될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 액츄에이터(114)는 샘플(106) 또한 고정적으로 연결된 샤시에 고정적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 캔틸레버(102)는 표면(108)에 실질적으로 수직하거나 경사진 각도로 연장될 수 있다. 캔틸레버(102)는 하나 이상의 이동면을 따라 병진 또는 회전 운동 성분을 포함할 수 있다. 샘플(106)에 대한 스캐닝 검사 중, 캔틸레버(102)는 지속적으로 조절되어, 적절한 프로브-샘플 상호작용을 유지할 수 있다. 간단하게 설명하면, 캔틸레버(102)가 프로브(104)를 조절하여 샘플(106)의 토포그래피와의 상호작용을 유지하기 위한 기본축이 Z-축으로 간주된다.
추가적인 기계 시스템(116)이, 다른 축을 따라 상호 프로브(104) 및 샘플(106)을 상대적으로 이동할 수 있도록 제공됨으로써, 프로브(104)는 표면(108)에 대하여 실질적으로 평행하게 이동하고, 샘플(106)의 표면을 따라 이동하거나, 샘플(106)의 초기 위치에서부터 초기 위치가 샘플(106)에 위치한 타겟 영역으로부터 이격된 타겟 영역에 대응되는 후속 위치까지로 재배치될 수 있다. 보다 간단하게 설명하면, 상기 운동은 x-y 방향 또는 x축 또는 y축을 따르는 운동을 말한다. 일 실시예에 있어서, 기계 시스템(116)은 이런 운동에 이용될 수 있다. 기계 시스템(116)은 캔틸레버(102), 샘플(106) 또는 이들 모두를 구동시키기 위한 액츄에이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, x축 및 y축을 따라 프로브(104)를 포지션닝하기 위한 액츄에이터는 압전 스택, 또는 상술한 다른 기술일 수 있다.
프로브(104)가 샘플(108)상에서 스캐닝할 때, 액츄에이터(104)는 캔틸레버(102) 또는 샘플(106)의 상대 위치를 조절함으로써 프로브-샘플 상호작용을 유지할 수 있도록 하여 표면(108)의 토포그래피를 트래킹한다. 일 실시예에 있어서, x-y 평면을 따른 이동에 더하여, 기계 시스템(116)은 캔틸레버(102)의 진동 운동을 위하여 이용될 수 있다. 진동 모드 시스템에서, 프로브-샘플 상호작용은 진동 사이클로 평균화되어, 프로브(104)가 표면(108) 상에서 스캐닝할 때 유지되는 프로브-샘플 상호 작용 레벨을 표현하는 대응되는 스칼라 값을 도출한다.
기계 시스템(116)은 프로브(104) 및 표면(108) 사이의 상호작용의 결합 및 해제를 위하여 z축을 따라 거친 조정(coarse adjustment)을 위한 코스 포지셔닝 시스템(course position system)을 더 포함한다. 여러 실시예에 있어서, 거친 조정은, 스캐닝 검사 동안 캔틸레버(102), 프로브(104) 또는 샘플(106)의 운동 또는 진폭의 표준 범위에 대응되는 미세 운동 또는 조절보다 더 큰 변위 크기 또는 변위율을 제공할 수 있다. 표면(108)의 토포그래피가 액츄에이터(114) 또는 기계 시스템(116)의 표준 범위를 넘어 엄청나게 변화되는 경우와 같은 다른 응용 분야에서는, 코스 포지셔닝 시스템이 적절한 프로브-샘플 상호작용을 위하여 캔틸레버(102) 또는 샘플(106)의 재위치 조절을 위하여 이용될 수 있다. 실시예들에 있어서, 거친 조정은, Z축을 따라 그 해상도가 제한됨으로써 스캐닝을 위한 미세 조절로서 유용하지 못할 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 코스 포지셔닝 시스템은, 샘플(106)에 대하여 프로브(104)를 보다 빠르게 위치시키기 위하여, x축 및 y축을 따라 거친 조정을 포함할 수 있다. 여러 실시예들에 있어서, x축 및 y축을 따라 거친 조정은 x축 및 y축 스캐팅 중 이동의 표준 범위에 대응되는 미세 조절보다 더 큰 변위량을 제공할 수 있다. 여러 축들을 따라 코스 조정(course adjustment)은, 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 초기 위치를 설정할 때 이용될 수 있다. 코스 조정은, 또한, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대적인 위치를 왕복하게 하여 프로브(104)를 샘플(106)의 이격 영역에서의 위치로 전체적으로 재위치 시키는 데 이용될 수 있다. 미세 조정과 비교할 때, 코스 조정을 이용하여 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 포지셔닝은 더 빠르나 덜 정확하다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서 코스 조정을 이용하는 동안, 프로브(104)의 의도된 포지셔닝과 비교할 때 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 실제 포지셔닝은, 일 마이크론 이상으로 바뀔 수 있다. 일 마이크론 이상인 코스 조정 해상도에 더하여, 코스 조정은 더 큰 시야를 확보할 수 있음으로써, 원하는 위치를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 시야는 100 마이크론 이상이다.
일 실시예에 있어서, 프로브 포지셔닝 시스템은 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 위치를 조절하여, 프로브-샘플 상호작용을 최적화할 수 있도록 구비된다. 프로브 포지셔닝 시스템은 액츄에이터를 포함할 수 있으며, 기계 시스템(116)의 액츄에이터를 포함할 수도 있다. 프로브 포지셔닝 시스템은, 컨트롤러(118), 증폭기(120), 피드백 네트웍(112) 및 로드 아이솔레이터(124)와 같은 액츄에이터 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 컨트롤러(118)는 복수의 모듈로서 프로브 포지셔닝을 도울 수 있다.
일 실시예에 있어서, 주사 탐침 시스템(100)은 프로브-샘플 간섭을 모니터링하기 위하여 적용된 모니터(130)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 주사 탐침 시스템(100)은 광학-기반 포지셔닝 시스템을 포함하고, 여기서 모니터(130)는 프로브-샘플 상호작용을 나타내는 신호(132)를 생성하고 신호(132)를 컨트롤러(118)에 제공하며, 신호(132)를 유지되는 프로브-샘플 상호작용량을 나타내는 셋포인트 신호와 비교한다. 일 실시예에 있어서, 컨트롤러(118)는, 증폭기(120)에 의하여 증폭되어 캔틸레버 구동 신호(128)를 생성하는 프로브 포지셔닝 신호(126)를 생성한다. 일 실시예에 있어서, 증폭기(120)는 불연속적이고 집적된 전기 또는 전자 부품과 함께 단일 회로 보드에 장착된다. 다른 실시예에 있어서, 증폭기(120) 회로는 복수의 상호 연결된 회로 보드 또는 복수의 분리된 연결 엔클로저(separate interconnected enclosure)에 걸쳐있다. 증폭기(120)는 내부 피드백 네트웍(122) 및 로드 아이솔레이터(124)와 함께 프로브 포지셔닝을 개선하거나 조절할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 광학-기반 포지셔닝 시스템은 프로브 포지셔닝 시스템과 함께 동작한다. 일 예로, 광학-기반 포지셔닝 시스템은, 직경이 1 마이크론 이상의 샘플(106) 상의 영역 또는 스캔 영역의 일 단에서부터 다른 단까지 측정될 때 영역을 스캐닝한다. 광학-기반 포지셔닝 시스템으로부터의 신호에 기초한 샘플(106)에 대한 프로브의 실제 포지셔닝의 정확도는, 모니터(103)의 이미징 해상도에 의하여 제한될 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 제어 토포로지(control topology)의 다른 형태가 가능하다. 예를 들면, 피드 포워드 제어계(feed forward control system) 또는 모델-기반 제어계가, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대적인 포지셔닝의 조정을 제공하여, 프로브-샘플 상호작용을 최적화 할 수 있다. 다시 말하면, 상기 시스템은, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 더욱 정밀한 포지셔닝을 위한 알려진 좌표계로서 다른 데이터를 이용하여, 프로브-샘플 상호작용을 최적할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 거친 운동 시스템 및 정밀 운동 시스템이 함께 작동하여 정밀 x-y-z 포지셔닝을 가능하게 한다. 관련 실시예에 있어서, 포지셔닝 정밀도는, 이미징 해상도의 크기(예를 들면, 5 내지 10 nm 내에서) 정도 내에서 가능하다. 보다 일반적으로, 포지셔닝 시스템은, 서브-마이크론 해상도를 갖는 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 위치를 조절하기 위하여 충분하게 정밀한 프로브-샘플 포지셔닝을 제공하는 정도로 정밀하다.
일 실시예에 있어서, 주사 탐침 시스템(100)은 모니터링 시스템을 포함하고, 여기서, 모니터(130)는, 캔틸레버(102)의 휨을 측정하기 위한 레이저 및 상호작용계(interferometer)를 이용한다. 일 실시예에 있어서, 모니터(130)는, 프로브-샘플 상호작용을 나타내는 신호(132)를 생성하여, 상기 신호(132)를 컨트롤러(118)에 공급한다. 컨트롤러(118)는 프로브 포지셔닝 신호(126)를 생성하여, 표면(108)의 토포로지를 나타내는 것으로 분석기(134)에 입력되어 스캐닝된 영역 또는 타겟 영역의 나노스케일 피쳐의 3차원 이미지를 생성한다. 빈동 모드의 실시예에 있어서, 프로-샘플 상호작용은, 프로브-샘플 상호작용으로부터의 공진 특성에서의 변화에 따른 진동의 위상 옵셋의 시프트에서와 같이 캔틸레버(102)의 진동 특징에서의 변화를 관측함으로써 모니터링될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 모니터(130)는 회전가능하면서 이동할 수 있으며, x-y 평명을 따라 병진하거나, 이들의 결합이 가능하다. 모니터(130)의 이동은, 코스 및 미세 레벨의 조정 또는 이동에 의하여 특징지어 질 수 있다.
도 2를 참조하면, 샘플-특정 좌표계(136)에 의하여 특징화되는 샘플(106)이 도시된다. SPM 좌표계(138) 및 모니터 시스템 좌표계(140)에 대한 샘플-특정 좌표계(136)의 관계 또한 도시되어 있다.
일 실시예에 있어서, 샘플-특정 좌표계(136)가 x-y-z축을 따라 샘플(106)을 위한 좌표계를 제공한다. 다른 실시예에 있어서, 샘플-특정 좌표계(136)는 x-y축들로 제한된다. 샘플-특정 좌표계(136)는 샘플(136) 상의 특정 위치를 정의하는 데 사용될 수 있다. 추가적인 논의를 위하여 도 3 및 후속하는 설명을 참고하라.
일 실시예에 있어서, SPM 좌표계(138)는 x-y-z 축을 따라 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대적인 포지셔닝을 도울 수 있는 좌표계를 제공한다. 다른 실시예에 있어서, SPM 좌표계(138)는 x-y축들로 제한된다. SPM 좌표계(138)는 구동 중 서브-마이크론 해상도를 제공하기 위한 프로브 포지셔닝 시스템에 의하여 응용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 모니터 좌표계(140)는 x-y 축들을 모니터(130)를 위한 좌표계를 제공한다. 모니터 좌표계(140)는 구동 중 모니터링 되는 위치를 정의하는데 사용될 수 있다.
도 3을 참고하면, 복수의 관심 피쳐들(142)을 포함하는 예시적인 샘플(106)이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이 샘플(106) 상에 북수의 관심 피쳐들(142)의 특정 위치가 샘플-특정 좌표계(136)에 따라 정의될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 관심 피쳐(142)는, 기준 마커(144)로 알려진 등록 포인트를 포함할 수 있다. 관심 피쳐(142)는 피쳐 확인 정보를 포함한다. 상기 피쳐 확인 정보는, 예를 들면, 기준점, 관심 피쳐(142) 내 또는 인접하는 알려진 위치, 관심 피쳐(142)의 측정, 관심 피쳐(142)의 경계 또는 바운더리부를 포함하는 적어도 하나의 관련 관심 피쳐(142)를 위한 구조적 특성들을 포함한다. 적어도 하나의 관심 피쳐들(142)은 샘플(106)의 시야를 정하거나 기울임 보정을 하는 데 이용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 샘플-특정 좌표계(136) 내에서 여러 알려진 포인트들 또는 관심 피쳐(142)의 특정 위치의 표시는 위치 정보로서 저장될 수 있다. 상기 위치 정보는, 예를 들면, 샘플 데이터 모듈 내에 저장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 위치 정보는, 샘플(106) 상에 복수의 관심 피쳐들(142) 각각의 위치 표시를 포함한다. 실시예들에 있어서, 위치 정보는 주사 탐침 현미경 시스템(100)에 의하여 사용되어, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대적인 포지셔닝을 조절할 수 있음으로써, 스캐닝되는 특정 관심 피쳐(142)를 찾는데 소비되는 시간양을 줄일 수 있다. 특히, 순수하게 광학-기반 포지셔닝 시스템에 반대되게, 위치 정보와의 상호작용을 통하여 서브-나노미터 해상도가 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 예를 들어 관심 피쳐(142) 좌표 데이터를 추론함으로써, 프로브 포지셔닝 시스템이, 트레블 라인(148)을 관심 피쳐(142)의 좌표로 빠르고 정확하게 따르는 데 이용될 수 있다. 프로브(148)가 인접하는 관심 피쳐에 위치할 경우, 타겟 영역(146)은 스캐닝되어 토포그래피 데이터를 획득한다. 여러 실시예들에어서, 하나 이상의 관심 피쳐(142)는 서로 국소적으로 위치함에 따라, 타겟 영역(146)은 상호 터치되거나 중첩될 수 있다. 이와 다르게, 하나 이상의 관심 피쳐는 서로 이격되어 위치함에 따라 코스 포지셔닝 시스템이 프로브(104) 및 샘플 사이의 상대 위치를 조절할 때 일반적으로 이용된다.
위치 정보를 이용할 때의 효과는, 임의의 기울기 보정 및 근원 점의 과거 이용은 부정되어, 관심 피쳐의 디자인 데이터 위치에 의하여 유일하게 정의되는 관심 피쳐(142)에 네비게이션을 허용함으로서, 수동 사이트 네비게이션 처리를 제거함으로써 자동 측정 셋업의 부담을 줄일 수 있다. 따라서, 위치 정보에서 제공되는 것과 같이 알려진 좌표 및 피쳐 정의를 이용함으로써, 프로브(104) 및 샘플(106)의 상대 위치가 더 높은 정도의 정확도로 빠르게 재위치 지워짐으로써, 스캐닝 동작의 효율 증대시킬 수 있다.
일반적으로, 샘플(106)이, 스캐닝을 위하여 프로브(104)에 대하여 상대적으로 포지셔닝될 때 포지셔닝 옵셋, 회전 옵셋 또는 기울기가 결정된다. 여러 실시예들에 있어서, 이는, 옵셋 도는 기울기를 설명하기 위한 샘플-특정 좌표계 및 저장된 위치 정보 데이터 사이의 관련성을 조절하는 것을 포함한다. 모니터(13)를 갖는 주사 탐침 현미경 시스템(100)에서, 프로브(104)의 상대 위치는, 광학-기반 포지셔닝 시스템을 이용하는 초기 위치에 인접하게 운영될 수 있다. 프로브(104)의 초기 스캐닝은, 피쳐 확인 정보의 정확한 위치를 결정하기 위하여 수행될 수 있다. 실시예들에 있어서, 샘플-특정 좌표계 및 저장 위치 정보 데이터 사이의 관계를 정립하는 데 하나 이상의 특정 위치를 스캐닝하는 것이 필요하다.
일 실시예에 있어서, 광학-기반 포지셔닝 시스템은, 일반적인(거친) 프로빙 네비게이션을 위하여 사용된다. 본 실시예에 있어서, 프로브(104)의 위치가, 알려진 관심 피쳐(142)가 위치하는 샘플(106)의 타겟 영역(146)에 대하여 이동한다. 광학-기반 포지셔닝 시스템은 알려진 관심 피쳐(142)를 위치시키거나, 이에 인접부를 위치시키는 데 이용된다. 광학-기반 포지셔닝 시스템의 고유한 디지털 해상도는, 첨단(112) 및 샘플(106)의 특정 피쳐가 매우 작아서 이들이 시각적으로 관측될 수 없기 때문에 정확한 포지셔닝 프로브(104)를 제외할 수 있다. 이런 이유로 인하여, 타겟 영역(146)에 대한 스캐닝은, 피쳐 확인 정보를 위치시키기 위하여 필요하다. 피쳐 확인 정보가 위치 지워질 경우, 조정이 정렬 에러를 위하여 이루어질 수 있다. 관심 피쳐(142)의 스캐닝은, 정렬 에러와 함께 자동 소프트웨어 내에서 기록되어 통합화됨으로써, 주사 탐침 시스템(100)의 기능을 확장할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 정렬 에러는, 후속하는 관심 피쳐(142)를 찾은 후, 심지어 광학-기반 포지셔닝 시스템이 더 이상 사용되지 않는 경우에도 결정되고, 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 네비게이션은 직접적으로 위치 정보 데이터에 의하여 유도된다. 정렬 에러가 기울기, 포지셔닝 옵셋, 회전 옵셋 및 스케일의 교정을 야기할 경우, 이런 에러들을 교정하기 위한 동적 처리가 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 포지셔닝 정확도를 개선할 수 있다.
프로브(104)가 관심 피쳐(142)에 위치할 경우, 주사 탐침 시스템(100)은 타겟 영역(146)의 등록 스캔을 시작할 수 있다. 관심 피쳐(142)가 위치 정보에 의하여 제공된 알려진 베이스라인 좌표를 가질 경우, 정렬 에러가 결정될 수 있다. 정렬 에러는, 샘플(106)에 대한 초기 프로브(104) 위치 및 샘플(106) 상의 실제 위치 기준 사이의 차이에 해당할 수 있다. 정렬 에러는 샘플(106)에 대하여 수속하는 프로브(104) 위치에서의 저장된 위치 정보 데이터 또는 로딩가능한 CAD 위치 정보 데이터로 인가될 수 있다. 주사 정보 시스템(100)은 타겟 영역(146)의 등록 스캐닝을 시작하여 관심 피쳐(142)를 위치를 찾아낸다. 정렬 에러가 다시 결정되어 후속하는관심 피쳐(142) 위치에서 인가된다. 실시예들에 있어서, 타겟 영역(146)은, 정렬 오차의 감소를 위하여 감소된 크기를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 위치 정보를 이용함에 따라, 샘플(106)의 전체 표면(108)을 또는 샘플(106)의 전 표면의 실제 부분을 가로질러 수행될 때 작동 효율이 개선될 수 있으며, 비디오 기반 또는 광학 현미경 기판 위치 시스템의 시야 내에 국부적으로 제한된 광학-기반 위치 시스템 데이터에 덜 의존할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 단일 관심 피쳐(142)는 전체 샘플(106)의 베이스라인으로 기능할 수 있다. 따라서, 광학-기반 위치 시스템을 1회 만 이동시키는 것이 요구됨에 따라, 광학적 시야각은 스캐닝된 제1 특정 위치와 함께 정렬될 수 있음으로써, 처리 시간을 절감할 수 있다. 저장된 위치 정보 데이터 도는 로딩가능한 CAD 위치 정보와 함께 연관된 위치의 관심 피쳐(142)는 이전, 초기 또는 예비 스캔의 타겟 영역으로부터 이격된 타겟 영역 또는 스캔 영역 내에 위치할 수 있다.
상기 시스템은, 구비되거나, 프로그래밍 되거나, 고안되거나 또는 결합된 여러 모듈들을 포함하여, 기능 또는 일련의 기능들을 수행할 수 있다. 여기서 사용된 용어 모듈은, 실제 기구, 부품, 또는 하드웨어로 장착된 부품들의 배열이며, 그 예로는, ASIC(application specific integrated circuit; ASIC) 또는 FPGA(filed-programmable gate array; FPGA) 또는 마이크로프로세서 시스템을 특정-목적 소자로 변형시키기 위하여 특정 기능을 모듈에 장착한 마이크로프로세서 시스템 또는 일련의 프로그램 장치와 같은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 들 수 있다.
상기 모듈은, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 장착되어, 하드웨어 단독으로 이용되는 특정 기능, 하드웨어 및 소프트웨어의 조합에 의하여 이용되는 다른 기능으로 응용될 수 있다. 적어도 특정 소자에서, 적어도 일부 또는 일부의 경우에 모든 모듈은 하나 이상의 컴퓨터 프로세스를 포함하여, 적당한 다른 기술을 통하여 구동 시스템, 구동 프로그램 및 응용 프로그램을 작동하고, 또한, 멀티태스킹, 멀티쓰레딩, 분배(예로서, 클러스터, 피어-피어, 클라우드 등) 프로세싱을 채택할 수 있다. 따라서, 각 모듈은, 적당한 구성으로 다양하게 구현될 수 있으며, 특별히 한정이 기술되어 있지 않는한, 예시적인 특정 예로서 한정되지 않을 것이다.
나아가, 모듈 그 자체는, 적어도 하나의 서브 모듈을 포함하고, 각 서브 모듈은, 그 자체로 모듈로서 간주될 수 있다. 또한, 여기서 기술된 실시예에 있어서, 각 모듈들 각각은 정의된 기능에 대응되나, 다른 실시예에 있어서, 각 기능은 하나 이상의 모듈들에 부여될 수 있다. 이와 유사하게, 다른 실시예에 있어서, 복수의 정의된 기능은 복수의 기능을 수행하는 단일 모듈에 의하여 부여될 수 있으며, 여기서 예로서 특정적으로 기술된 것을 제외하고 일련의 모듈들 사이에 다르게 부여될 수 있다.
다음의 기술은, 주사 탐침 현미경(SPM) 좌표계가 장착된 적당한 컴퓨터 환경에 대한 간단하고, 일반적인 기술을 제공하는 것을 의도하고 있다. 반드시 요구되지 않지만, 적어도 주사 탐침 현미경(SPM) 좌표계의 일부가, 예를 들면 손으로 유지되는 컴퓨터, 개인 컴퓨터 시스템 또는 컨트롤러와 같은 컴퓨터에 의하여 처리되는 컴퓨터=처리가능한 장비에 대한 일반적으로 용어로 기술될 것이다.
도 4를 참조하면, 주사 탐침 현미경(SPM) 좌표 등록 모듈(200)의 일 실시예가 기술되고 있다. 일 실시예에 있어서, 주사 탐침 현미경(SPM) 좌표 등록 모듈(200)은 컴퓨터 시스템(202) 및 통신 링크(206)에 의하여 통신적으로 연결된 적어도 하나의 샘플 데이터 모듈(204)을 포함한다. 샘플 데이터 모듈(204)은 샘플의 위치 정보를 저장할 수 있도록 구비된다. 상술한 바와 같이, 위치 정보는 샘플-특정 좌표계(136) 내의 특정 위치를 나타낸다. 위치 정보는, 단일 샘플, 그룹화된 관련 샘플들, 주어진 공장 또는 고객에 의하여 사용되는 모든 샘플들, 또는 주어진 제업자에 의하여 제공된 일부 또는 모든 샘플을 위하여 프로그래밍 되어질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 샘플 데이터 모듈(204)은 샘플의 구조를 나타내는 캐드(computer aided design; CAD) 데이터를 구성할 수 있다.
주사 탐침 현미경(SPM) 좌표 등록 모듈(200)은, 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 정렬 에러를 결정하고 정렬 에러를 옵셋하기 위한 SPM 좌표계의 보정을 인가함으로써 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 관리할 수 있도록 구비된다.
컴퓨터 시스템(202)은, 컴퓨터 소프트웨어와 같은 컴퓨터-가독 지시를 수행한다. 예를 들면, 컴퓨터 시스템(202)은 컨트롤러(118)일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 컴퓨터 시스템(202)은, 프로그래밍 되어, 프로브(104), 샘플(106) 및 광학-기반 포지셔닝 및 스캐닝 구동의 일부로 구동 명령을 생성하고 저장할 수 있다.
통신 링크(206)는 샘플 데이터 모듈 및 컴퓨터 시스템(202)를 연결한다. 여러 실시예들에 있어서, 통신 링크(206)는 컴퓨터에 직렬 또는 병렬 연결, 유선 또는 무선 연결 및 직접 또는 네트웍 연결을 포함할 수 있다. 나아가, SPM 시스템(204) 및 컴퓨터 시스템(202)은 데이터 통신을 위하여 적당한 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있다. 컴퓨터에 연결되는 네트웍 통신의 예로는, 인트라넷, 인터넷, 및 랜(LAN, 예; ethernet)을 들 수 있다. 컴퓨터에 연결되는 유선 통신의 예로는, USB, RS-232, 파이어와이어 및 파워-라인 모델 연결을 들 수 있다. 컴퓨터에 연결되는 무선 통신의 예로는, 블루투스, 802.11a/b/g, 적외선(IR), 및 라디오 주파수(radio frequency; FR)을 들 수 있다.
컴퓨터 시스템(202)은 일반적인 목적의 컴퓨터 소자를 포함하며, 상술한 프로그램 모듈을 실생할 수 있다. 컴퓨터 시스템(202)dms 적어도 하나의 중앙처리시스템(CPU, 208)을 포함한다. 여러 종류의 처리 유닛들이, 예를 들면, 인텔(INTEL), 어드밴스드 마이크로 디바이스(ADVANCED MICRO DEVICES) 등과 같은 여러 제조 업체로부터 유용할 수 있다. 컴퓨터 시스템(202)은, 시스템 메모리(210) 및 시스템 메모리(201)에서 처리 유닛(208)을 포함하는 여러 시스템 부품에 연결된 시스템 버스를 역시 포함한다.
시스템 메모리(210)는, ROM(read only memory; 2014), RAM(random access memory, RAM; 216)울 포함한다. 컴퓨터 시스템(202) 내에 소자들 사이에 정보를 전달하도록 하는 기본 루틴(스타트업 동안)을 포함하는 BIOS(basic input/output system, 218)가 ROM(214)에 전형적으로 저장된다.
일 실시예에 있어서, 컴퓨터 시스템(202)은 비휘발 방식 프로그램 명령, 데이터 구조, 스트래치패드 데이터, 다른 데이터를 저장하기 위하여 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리 소자 등과 같은 제2 저장 소자(미도시)를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 컴퓨터-가독 미디어의 다른 형태가 데이터를 저장하기 위하여, 시스템(202) 내에 사용될 수 있다.
여러 실시예들에 있어서, 복수의 프로그램 모듈이, 구동 시스템(220), 적어도 하나의 애플리케이션 프로그램(222), 다른 프로그램 모듈(224) 및 프로그램 데이터(226)를 포함하여 메모리(202) 내에 저장될 수 있다. 유저는, 입력 소자(미도시)를 통하여, 컴퓨터 시스템(202) 내에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 입력 소자의 예로는, 키보드, 마우스, 마이크론폰, 조이스틱, 디지털 카메라, 터치 스크린 및 이들의 유사한 것을 들 수 있다. 상기 또는 다른 입력 소자들이, 처리 유닛(208)에 종종 통신적으로 연결될 수 있다. 모니터, 터치스크린 엘시디 패널과 같은 표시 소자(미도시)가 상기 시스템(202)에 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 컴퓨터 시스템(200)은 샘플(106)의 구조를 나타내는 캐드 데이터를 저장하기 위한 CAD 데이터베이스(228)를 포함한다. 캐드 데이터베이스(228)는, 메모리(210)(그 내부에 통합되거나 별도로 구비됨)를 통하여 접근할 수 있으며, 계층 또는 연관 데이터베이스와 같은 복수 형태의 데이터베이스로서 형성될 수 있다. 따라서, CAD 데이터베이스(228)는 단일 샘플, 그룹화된 연관 샘플들, 주어진 공장 또는 고객에 의하여 사용되는 모든 샘플들 또는 주어진 제조업자에 의하여 제공된 일부 또는 전부의 샘플들을 위하여 프로그래밍 될 수 있다.
컴퓨터 시스템(202)과 같은 컴퓨터 소자는, 적어도 일정 형태의 컴퓨터-가독 미디어를 포함한다. 컴퓨터-가독 미디어는, 컴퓨터 시스템(202)에 의하여 접근 가능한 가용한 미디어 일 수 있다. 예를 들지만, 이에 제한되지 않도록 컴퓨터-가독 미디어는, 컴퓨터 저장 미디어 및 통신 미디어를 포함할 수 있다.
컴퓨터 저장 미디어는 컴퓨터-가독 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터와 같은 정볼르 저장하기 위하여 어떤 방법 또는 기술을 통하여 장착될 수 있는 휘발성 및 비휘발성, 제거가능한 및 제거불가능한 미디어를 포함한다. 컴퓨터 저장 미디어는, 컴퓨터 시스템(202 )에 의하여 접근 가능한 원하는 정보를 저장하기 위하여 사용되는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리, 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD 또는 다른 광학 저장, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 저장 소자, 또는 다른 미디어를 포함하여 이에 제한되지 않는다.
통신 미디어는, 캐리어 웨이브 도는 다른 전달 메커니즘과 같은 동조화된 데이터 신호에서 컴퓨터-가독 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 다른 데이터로 구체화될 수 있다. 용어'동조화된 데이터 신호 '는, 신호에서 정보를 엔코딩하기 위한 방법으로 설정되거나 변화된 적어도 하나의 특징을 갖는 신호를 의미한다. 일예이지만 제한되지 않도록, 통신 미디어는, 유선 네트웍 또는 직렬-유선 연결과 같은 유선 미디어 및 음파와 같은 무선 미디어를 포함한다. 상술한 것의 조합이, 컴퓨터-가독 미디어의 범위 내에 포함될 수 있다. 컴퓨터-가독 미디어는 컴퓨터 프로그램 장치로 칭하여 질 수 있다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 일 예로 컨트롤러(108)인 컴퓨터 시스템 내에 시스템 메모리(210) 내에 적어도 하나의 구동 프로그램 모듈(224)이 제공된다. 여러 프로그램 모듈(224)은, 비디오-투-샘플 좌표계 매핑 모듈(230), 스캔 영역 선택 제어 모듈(232), 비디오 시스템-SPM 좌표계 매핑 모듈(234), x-y 위치 제어 모듈(236) 및 기준 피쳐/참조점 저장/보정 모듈(238)을 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 있어서, 비디오-투-샘플 좌표계 매핑 모듈(230)은 광학-기반 포지셔닝 시스템의 일부를 구성한다. 본 실시예에 있어서, 비디오-투-웨이퍼 좌표계 매핑 모듈(230)은 모니터(130)로부터 입력 신호를 받아서, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 위치의 조정을 위한 정보를 제공한다. 일 실시예에 있어서, 광학-기반 위치 시스템은, 샘플(106) 상에서 스캐닝되는 적어도 하나의 제1 위치를 결정하기 위하여 구비된다. 비디오-샘플 좌표계 매핑 모듈(230)로부터의 정보는, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 위치의 조정을 위한 프로브 포지셔닝 시스템의 일부로서 포함된 x-y 축 위치 제어 모듈(236)에 제공된다. 일 실시예에 있어서, 스캐닝에 의한 데이터, 광학-기반 포지셔닝 시스템으로부터의 정보 또는 이들의 조합는, 광학-기반 포지셔닝 시스템 및 샘플-특정 좌표계사이의 예지 정렬 예러를 결정하기 위하여 적어도 하나의 비디오 시스템-SPM 좌표계 매핑 모듈(234) 또는 기준 피쳐/참조점 저장/보정 모듈(238)로부터 제공된다.
여러 실시예에 있어서, 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 예비 위치는, 대체로, 광학-기반 포지셔닝 시스템으로부터의 정보에 기초한다. 하지만, 첨단(112) 및 샘플(106)의 특정 나노스케일 피쳐의 상대 위치는 시각적으로 측정되지 않으므로, 정의된 타겟 영역의 스캐닝을 위하여 피쳐 확인 정보를 포지티브하게 위치시킬 것이 요구된다. 일 실시예에 있어서, SPM 좌표계를 이용함에 따라, 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 정확한 포지셔닝이 가능하게 된다. 하지만, 잠재적인 에러가 SPM 좌표계 및 샘플-특정 좌표계 사이에 존재할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 후속하는 위치의 정확도를 개선하고, 스캐닝될 후속 타겟 영역을 잠재적으로 줄이기 위하여, 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 일련의 정렬 에러가 결정되어 상기 정렬 에러가 상쇄될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스캔 영역 선택 제어 모듈(232)은 프로브 포지셔닝 시스템 및 SPM 좌표 등록 모듈과 통신함으로써, 정렬 에러를 결정하여 옵셋을 적용한다. 일 실시예에 있어서, 스캔 영역 선택 제어 모듈(232)은 프로브 포지셔닝 시스템이 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 샘플의 초기 위치에서 샘플 상의 후속 위치로 왕복하게 할 수 있다. 여러 실시예들에 있어서, 후속 위치는 초기 위치로부터 이격되도록 위치하여 코스 조정이 왕복 공정에서 이루어질 수 있다. 후속 타겟 영역의 스캐닝 중 후속 피쳐의 포지티브 위치에 이어서, 일련의 정렬 에러가 결정된다. 스캔 영역 선택 제어 모듈(232)은, 정렬 에러를 상쇄시키기 위하여 필요한 SPM 좌표계의 보정을 계산하여 보정하도록 한다. 일 실시예에 있어서, 상기 처리 공정은, 샘플 상에 각 후속 위치에서 반복됨으로써 샘플(106)에 대한 프로브의 포지셔닝의 정확도를 개선할 수 있다.
도 6a를 참조하면, SPM 스캐닝 프로세스의 일 예로서 공정 플로어 다이어그램이 도시되어 있다. 스캐닝 프로세스는, 샘플(106) 상에 예비 위치를 위치시키는 광학-기반 포지셔닝 시스템에 의하여 단계 302를 시작한다. 예비 위치는 적어도 하나의 샘플(106) 상의 특정 위치에 인접하며, 예를 들면, 특정 위치는 기준 마커(146)와 같은 관심 피쳐(142)에 해당할 수 있다. 단계 304에서, 특정 위치의 피쳐 확인 정보가 검출되어는지 여부를 확인한다. 일 실시예에 있어서, 샘플(106)의 피쳐 확인 정보는, 광학-기반 포지셔닝 시스템 단독에 의하여 패턴 인식을 통하여 확인될 수 있다. 특정 위치가 광학-기반 포지셔닝 시스템에 의하여 검출될 경우, 단계 306에서, 프로브 포지셔닝 시스템이 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 조정하고, 타겟 영역의 스캐닝을 시작한다. 단계 310에서 스캐닝 처리가 종료된다.
광학-기반 포지셔닝 시스템 단독으로 프로브-샘플 상호작용이 첨단(112) 및 특정 위치에서의 나노스케일 관심 피쳐 사이에서 발생하는 것과 같이 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 위치에 대한 필요한 정확성이 부족할 경우, SPM 좌표계가 단계 308에서 이용될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 단계 308은 여러 단계들 또는 공정으로 나누어진다. 단계 312에서, SPM 좌표계의 이용을 위한 공정이 시작된다. 단계 314에서, 특정 위치를 위한 위치 정보가 제공된다.
박스 316 내에서의 단계들의 특정 위치화를 위하여, 업데이트된 일련의 정렬 에러를 결정함으로써, 보정이 이루어져서 정렬 에러를 상쇄한다. 단계 318에서, 프로브(104)가 특정 위치를 위한 타겟 영역에 인접한 샘플 표면(108)과 상호 작용한다.
단계 320에서, 타겟 영역이 스캐닝되어, 특정 위치의 구조 특성을 갖는 피쳐 확인 정보를 포함하는 데이터가 수집된다. 단계 322에서 수집된 데이터는 전체 스캐닝에 걸친 패턴 인식에 기초하거나 또는 x-축에 따라 하나의 스캐닝 및 y-축에 따라 다른 하나의 스캐닝이 피쳐 위치 데이터를 수집하는 두 개의 스캐닝에 기초할 수 있다. 단계 322에서, 특정 위치는 스캐닝 되거나 캡쳐링 될 수 있다.
단계324에서, 스캔 영역 선택 제어 모듈(232)은, 특정 위치에서 첨단(112) 및 위치 사이의 프로브-샘플 상호 작용을 일으키는 데 필요한 변위 벡터를 계산함으로써 SPM 좌표계 및 샘플-특정 좌표계 사이의 일련의 정렬 에러를 결정한다. 여러 실시예들에 있어서, 결정된 일련의 정렬 에러는 이전 결정된 일련의 정렬 에러를 대체한다. 단계 326에서, 스캔 영역 선택 제어 모듈(232)은 SPM 등록 모듈(200)과 통신하여 SPM 좌표계에 보정을 함으로써 정렬 에러를 상쇄한다. 일 실시예에 있어서, 보정은 결정 벡터, 결정 벡터의 크기 및 각도 또는 결정벡터의 인버스(inverse)일 수 있다. 단계 328에서, 단계 316은 샘플(106) 상의 후속 위치를 위하여 반복될 수 있으며, 정렬 에러의 중첩적인 보정을 통하여 각 회는 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 위치를 보다 정밀하게 할 수 있다. 여러 실시예들에 있어서, 정렬 에러는 감소됨에 따라, 피쳐 확인 정보의 위치를 위한 타겟은 감소될 수 있다. 단계 310에서 스캐닝 처리가 완료된다.
여기서 개시된 본 발명의 여러 실시예들의 로직 구동은 아래와 같이 (1) 컴퓨터 시스템에서 구동되는 일련의 컴퓨터 입력 구동 및/또는 (2) 컴퓨터 시스템 내에 상호 연결된 기계 모듈로 구비된다. 모듈은, 일반적으로 유용한 프로그램 언어 또는 DLL(dynamic ling library)에서 발견된 코드와 같은 프로그램 코드에 의하여 실행되는 기능을 나타낸다. 사용되는 부품은, 인퍼페이스 되는 SPM 좌표계 및 컴퓨터 시스템의 성능 요구에 따라 선택될 수 있는 문제이다. 따라서, 본 발명의 실시예들을 이루는 로직 구성은, 동작 모듈 및 이들과 같이 대체될 수 있는 것으로 여겨진다.
도 7을 참조하면, SPM 시스템(100)을 위한 일반적인 구동 레짐(400)에 관하여, 프로브 특징화 시간 및 스캐닝 동작 시간이 시간선 t를 따라 도시되어 있다. 단계 402에서, SPM이 셋업되어 팁 특징화 구조에 대하여 프로브(104)를 포지셔닝함으로써 초기 프로브 특징화(404)를 시작한다. 단계 404에서, 프로브 특징화가 수행되어, 프로브 특징화로부터 생성된 데이터가 저장된다. 프로브 특징화 동작은, 프로브의 하나 이상의 팁 형상 특징을 야기할 수 있다. 팁 형상 특징은 측정된 샘플의 데이터에 영향을 미칠 수 있는 프로브 형태의 측정을 포함한다.
단계 406에서, 프로브(104)는 샘플(106)에 대하여 위치함으로써 주어진 샘플(106) 상에 적어도 하나의 특정 위치를 스캐닝한다. 상술한 바와 같이 여러 실시예에 있어서, SPM 좌표 등록 모듈은, 보정을 SPM 좌표계에 부여하여 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 정렬 오차를 보정함으로써 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 조절할 수 있다. 이로써, 샘플(106)에 대한 프로브(104)의 포지셔닝의 정확도를 개선할 수 있다. 따라서, SPM 시스템은, 광학-기반 포지셔닝 시스템에 반대되어 SPM 좌표계에 더욱 의존하고, 스캐닝될 특정 관심 피쳐(142)의 검색에 소요되는 시간이 감소될 수 있다.
단계 408에서, 샘플은 스캐닝되고 데이터가 획득된다. 데이터의 가장 일반적인 형태는 샘플 표면의 구조를 나타내는 토포그래피 이미지, 예를 들면, 스캐닝된 영역의 3차원 이미지를 포함한다. 이와 다르게, 데이터는 스캐닝 프로파일의 형태일 수 있다. 나아가, 데이터는, 샘플의 전기적 또는 자기적 프로파일을 포함하며, 캔틸레버 크기의 측정, 휨, 주파수, 상, 터널링 전류, 전기전도도, 광학 특성, 구성 맵 또는 SPM 기술로서 가능한 다른 측정을 포함할 수 있다. 샘플에 대한 임계 크기(CD) 측정과 같은 계측, 표면 탄성 정보를 얻기 위한 측정과 같은 나노기계적 측정 및 스캐닝 프로브 및 (샘플 또는 다른 구조의) 특정 물질 사이의 상화 작용을 포함하는 다른 형태의 스캐닝 프로빙 동작이 수행될 수 있다. 예를 들면, 스캐닝 동작(408)은, 샘플 상의 단일의 관심 피쳐(142) 상에서 수행될 수 있으며, (하나의 피쳐에서 부터 다음 피쳐로의 샘플에 대한 프로브의 재위치를 포함하는) 복수의 관심 피쳐들(142)에서 얻어진 데이터를 포함할 수 있다. 각 관심 피쳐(142)에서, 스캐닝은 단일점 또는 단일 CD 측정에서의 단일 또는 복수 리딩을 포함하며, 복수 라인의 표면 프로파일 스캐닝 또는 복수의 CD 측정과 같은 복수의 리딩을 포함할 수 있다.
선택적인 단계 410에서, 프로브-샘플 상호작용이 분리되어 프로브(104)가 팁 특징화 구조에 재정렬된다. 단계412에서, 프로브 팁은, 특징화되어 208의 선행한 스캐닝 동작으로부터 초래된 변화값을 평가할 수 있다.
단계 414에서, 프로브(104) 및 샘플(106) 사이의 상대 위치는 후속하는 위치로 왕복될 수 있다. 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 업데이트된 일렬의 정렬 에러가 결정되어 SPM 좌표계의 옵셋으로 인가될 경우, 상대적인 포지셔닝은 보다 정밀해진다. 따라서, 관련 위치에서 후속하는 시프트와 함께 후속하는 관심 피쳐의 검색을 위한 시간 소비가 감소되어, 각 샘플을 위한 구동 시간의 감소 및 프로브 팁의 마모량이 감소될 수 있다. 나아가, 스캐닝 동작(416)이 이후 수행된다.
시스템 또는 방법의 각 특징이 "구비됨"으로서 상술한 결과 또는 기능을 구성하고 수행될 경우, 시스템 또는 방법은 구비되거나, 프로그래밍 되거나, 조절되거나, 보정되거나 조정됨으로써, 필요한 기계적 전기적 구조 또는 알로리즘를 가지고 상술한 결과 또는 기능을 수행할 수 있다.
관련 기술 분야에서 통상의 지식은 가진 자는, 본 발명이 상술한 개별 실시예에서 기술된 것보다 더 적은 특징으로 구성됨을 알 수 있을 것이다. 여기서 상술한 실시예는 본 발명의 여려 특징이 결합된 방식에서 완전하게 표현된 것을 의미하지는 않는다. 따라서, 본 실시예들은 상호적으로 특징의 완전한 결합에 해당되지 않으며, 오히려, 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해하듯이, 다른 개별적인 실시예로부터 선택된 서로 다른 개별 특징의 결합으로 구성될 수 있다.
상술한 내용을 참고로 병합하는 것은, 어떠한 발명 주제 사항도 명시적인 개시에 반대되도록 병합되지 않음으로 제한된다. 참고 문헌의 결합은, 문헌들에 포함된 청구항들이 본 발명의 청구항으로 참고로 병합되지 않음으로 제한된다. 하지만, 특별히 제외되지 않는 한, 문헌들의 청구항들은 여기에 개시된 부분으로서 결합된다, 참고 문헌의 모든 결합은 문헌에서 제공된 정의가 명백하게 포함되지 않는 한 참고로서 병합되지 않음으로 여전히 제한된다.
본 발명의 청구항을 해석하기 위한 목적을 위하여, 용어 "를 위한 수단" 또는 "를 위한 단계"라는 특정 용어가 청구항에서 기재되지 있지 않는 한, 미국법 코드 35의 6번째 문단의 112 섹션의 조항이 적용되지 않을 것을 명백하게 의도한다.

Claims (29)

  1. 샘플의 타겟 영역을 특징화하는 주사 탐침 현미경(SPM) 시스템에서, 상기 주사 탐침 현미경 시스템은,
    SPM 좌표계에 따라 상기 샘플의 나노스케일 피쳐들과 상호 작용하는 데 적용되는 첨단(apex)을 갖는 팁을 구비하여 SPM 데이터를 생성하는 프로브; (여기서, 상기 나노 스케일 피쳐들의 크기는 가시광선의 파장보다 실질적으로 작음)
    상기 가시광선의 파장보다 실질적으로 각각 큰 복수의 매크로-스케일 기준 마커들을 감지하여 광학 데이터를 생성하도록 적용된 광학-기반 포지셔닝 시스템;
    샘플-특정 좌표계에 따라 상기 샘플의 이격 영역들에서 복수의 관심 피쳐들 각각에 대한 위치 정보; 및 상기 SPM 데이터로부터 결정된 상기 복수의 관심 피쳐들 각각에 관한 것으로 상기 복수의 관심 피쳐들 각각의 구조적 특성을 포함하는 SPM 피쳐 확인 정보;를 유지하도록 구비된 샘플 데이터 모듈;
    상기 나노스케일 피쳐들에 대응되는 상기 SPM 데이터에 따라 서브마이크론 해상도를 갖고 상기 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 조절하도록 구비된 액츄에이터 및 액츄에이터 제어 회로를 갖는 프로브 포지셔닝 시스템; (상기 상대 위치의 조절을 위하여, 상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복함으로써, 상기 프로브를 상기 샘플의 이격 영역들에서의 기준 마커들로 전체적으로 재위치 시키며, 타겟 영역 내에서 스캐닝하여 상기 프로브 팁 및 상기 샘플의 기준 마커들 간의 상호 작용을 일으켜서 상기 타겟 영역의 나노스케일 3차원 영상을 생성하고,)
    상기 샘플-특정 좌표계 및 상기 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 조절하기 위기 위하여 구비된 SPM 좌표 등록 모듈; 및 (여기서 상기 SPM 좌표 등록 모듈은, 상기 기준 마커들의 적어도 하나의 SPM 스캐닝 및 상기 SPM 피쳐 확인 정보에 기초하여 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 일련의 정렬 에러를 결정하여 상기 SPM 좌표계에 보정을 가하여 상기 정렬 에러를 상쇄시키도록 구비되며)
    상기 프로브 포지셔닝 시스템 및 상기 SPM 좌표 등록 모듈에 구동 가능하게 연결된 스캔 영역 선택 제어 모듈;(여기서, 상기 스캔 영역 선택 제어 모듈은,
    상기 프로브 포지셔닝 시스템이, 상기 샘플의 초기 위치에서부터 복수의 피쳐들 중 후속하는 피쳐가 위치한 샘플의 서브-마이크론 이격 영역들에 대응되는 상기 샘플 상의 후속 위치로 상기 프로브 및 상기 샘플 사이에 상대 위치를 왕복하게 하며;
    상기 타겟 영역의 나노스케일 3차원 영상, 상기 광학 데이터 및 상기 SPM 데이터 간의 차이에 기초하여, 상기 SPM 좌표계 등록 모듈이 일련의 정렬 에러를 업데이트하여 업데이트된 보정을 상기 SPM 좌표계에 인가할 수 있도록 구비됨)
    을 포함하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 관심 피쳐들은, 적어도 하나의 기준 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 임계 크기 프로브인 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 1 마이크론 이상의 해상도 및 100 마이크론 이상의 시야를 갖도록 상기 샘플에 대하여 프로브의 초기 위치를 설정하기 위한 코스 포지셔닝 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 초기 위치는 1 마이크론 이상의 스캐닝 영역을 갖는 광학-기반 포지셔닝 시스템을 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 관심 피쳐들 각각에 관한 위치 정보는 CAD 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 1 cm 로 이격된 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 1,000 μm 로 이격된 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 100 μm 로 이격된 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 스캔 영역 선택 제어 모듈은, 상기 복수의 피쳐들 중 후속하는 것의 스캐닝을 수행한 것에 반응하여,
    상기 프로브 포지셔닝 시스템이 새로운 서브-마이크론 후속하는 이격 영역에서 상기 샘플 상 상기 후속 위치에서부터 새로운 후속 위치로까지 상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복하게 하고,
    상기 SPM 좌표 등록 모듈이 일련의 정렬 에러를 추가적으로 업데이트하여 새롭게 업데이트된 보정을 상기 SPM 좌표계에 인가하도록 하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 서브 마이크론 이격 타겟 영역은 10 nm 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 새로운 서브-마이크론 후속하는 이격 타겟 영역은, 이전에 스캐닝된 상기 이격 영역보다 작은 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
  15. 샘플의 타겟 영역을 특징화하는 방법에서, 상기 방법은,
    상기 샘플의 나노스케일 피쳐들과 상호 작용하는 데 적용되는 첨단(apex)을 갖는 팁을 구비하여 SPM 데이터를 생성할 수 있는 프로브를 이용하는 단계;(여기서, 상기 나노 스케일 피쳐들의 크기는 가시광선의 파장보다 실질적으로 작음)
    광학-기반 포지셔닝 시스템에 의하여, 상기 가시광선의 파장보다 실질적으로 큰 복수의 매크로-스케일 기준 마커들을 감지하여 광학 데이터를 생성하는 단계;
    샘플-특정 좌표계에 따라 상기 샘플의 이격 영역들에서 복수의 관심 피쳐들 각각에 대한 SPM(scanning probe microscope) 위치 정보를 유지하는 단계;(여기서, 상기 복수의 관심 피쳐부들 각각은 상기 복수의 관심 피쳐들 각각의 구조적 특성을 포함하는 SPM 피쳐 확인 정보에 연관됨)
    SPM 좌표계에 따라 서브마이크론 해상도를 갖고 액츄에이터 및 상기 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 조절하는 단계; 및 (여기서, 상기 상대 위치의 조절을 위하여,
    상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복함으로써, 상기 프로브를 상기 샘플의 이격 영역들에서 특정 위치로 전체적으로 재위치 시키며,
    타겟 영역을 스캐닝하여 상기 프로브 팁 및 상기 샘플의 나노스케일 피쳐 간의 상호 작용을 일으켜서 상기 타겟 영역의 나노스케일 3차원 영상을 구현하고)
    상기 샘플-특정 좌표계 및 상기 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 조절하는 단계; 및 (적어도 하나의 관심 피쳐의 스캐닝 및 상기 피쳐 확인 정보에 기초하여 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계 사이의 일련의 정렬 에러를 결정하여 상기 SPM 좌표계에 보정을 가하여 상기 정렬 에러를 상쇄시키도록 구비되며),
    (상기 동적 관계를 조절하는 단계는,
    상기 샘플 상 기준 마크기준 마크 위치에서부터 복수의 피쳐들 중 후속하는 피쳐가 위치한 샘플의 서브-마이크론 이격 영역들에 대응되는 상기 샘플 상의 후속 위치로 상기 프로브 및 상기 샘플 사이에 상대 위치를 왕복하는 단계;
    상기 후속하는 복수의 피쳐들을 스캐닝하는 단계; 및
    상기 타겟 영역의 나노스케일 3차원 영상, 상기 광학 데이터 및 상기 SPM 데이터 간의 차이에 기초하여, 일련의 정렬 에러를 업데이트하는 단계;를 포함하고)
    업데이트된 보정을 상기 SPM 좌표계에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서, 상기 복수의 관심 피쳐들은, 적어도 하나의 기준 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제15항에 있어서, 상기 프로브는 임계 크기 프로브인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제15항에 있어서, 1 마이크론 이상의 해상도 및 100 마이크론 이상의 시야를 갖도록 상기 샘플에 대하여 프로브의 초기 위치를 설정하기 위한 코스 포지셔닝 시스템을 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 초기 위치는 1 마이크론 이상의 스캐닝 영역을 갖는 광학-기반 포지셔닝 시스템을 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제15항에 있어서, 상기 복수의 관심 피쳐들 각각에 관한 위치 정보는 CAD 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제15항에 있어서, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 1 cm 로 이격된 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제15항에 있어서, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 1,000 μm 로 이격된 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제15항에 있어서, 상기 이격 영역들은 상호 적어도 100 μm 로 이격된 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제19항에 있어서,
    프로브 포지셔닝 시스템이 새로운 서브-마이크론 후속하는 이격 영역에서 상기 샘플 상 상기 후속 위치에서부터 새로운 후속 위치로까지 상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복하는 단계;
    상기 복수의 피쳐들 중 새로운 것에 대한 새로운 스캐닝을 수행하는 단계;
    상기 일련의 정렬 에러를 업데이트하는 단계; 및
    새롭게 업데이트된 보정을 상기 SPM 좌표계에 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제15항에 있어서, 서브 마이크론 이격 타겟 영역은 10 nm 이하의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 삭제
  28. 제15항에 있어서, 새로운 서브-마이크론 후속하는 이격 타겟 영역은, 이전에 스캐닝된 상기 이격 영역보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 샘플의 타겟 영역을 특징화하는 주사 탐침 현미경(SPM) 시스템에서, 상기 주사 탐침 현미경 시스템은,
    상기 샘플의 나노스케일 피쳐들과 상호 작용하는 데 적용되는 첨단(apex)을 갖는 팁을 구비하여 SPM 데이터를 생성할 수 있는 프로브을 이용하는 수단; (여기서, 상기 나노 스케일 피쳐들의 크기는 가시광선의 파장보다 실질적으로 작음)
    상기 가시광선의 파장보다 실질적으로 큰 복수의 매크로-스케일 기준 마커들을 감지하여 광학 데이터를 생성하도록 적용된 광학 수단;
    샘플-특정 좌표계에 따라 상기 샘플의 이격된 영역에서 복수의 관심 피쳐들 각각에 대한 위치 정보; 및 상기 복수의 관심 피쳐부들 각각에 관한 것으로 상기 복수의 관심 피쳐들 각각의 구조적 특성을 포함하는 SPM 피쳐 확인 정보;를 유지하도록 구비된 수단;
    SPM 좌표계에 따라 서브마이크론 해상도를 갖고 액츄에이터 및 상기 프로브 및 샘플 사이의 상대 위치를 조절하도록 구비된 수단; 및
    상기 상대 위치의 조절을 위한 수단은,
    상기 프로브 및 상기 샘플 사이의 상대 위치를 왕복함으로써, 상기 프로브를 상기 샘플의 이격 영역들에서 특정 위치로 전체적으로 재위치 시키는 수단; 및
    타겟 영역을 스캐닝하여 상기 프로브 팁 및 상기 샘플의 나노스케일 피쳐 간의 상호 작용을 일으켜서 상기 타겟 영역의 나노스케일 3차원 영상을 구현하는 수단을 포함하고,
    상기 샘플-특정 좌표계 및 상기 SPM 좌표계 사이의 동적 관계를 조절하기 위기 위하여 구비된 수단을 포함하고 (여기서 상기 SPM 좌표 등록 모듈은, 적어도 하나의 관심 피쳐의 스캐닝 및 상기 피쳐 확인 정보에 기초하여 샘플-특정 좌표계 및 SPM 좌표계사이의 일련의 정렬 에러를 결정하여 상기 SPM 좌표계에 보정을 가하여 상기 정렬 에러를 상쇄시키도록 구비되며)
    (상기 동적 관계를 조절하기 위하여 구비된 수단은,
    상기 샘플 상의 초기 위치에서부터 복수의 피쳐들 중 후속하는 피쳐가 위치한 샘플의 서브-마이크론 이격 영역들에 대응되는 상기 샘플 상의 후속 위치로 상기 프로브 및 상기 샘플 사이에 상대 위치를 왕복하게 수단; 및
    상기 관심 피쳐들 중 상기 후속하는 피쳐에 스캐닝을 수행하는 수단; 및
    상기 타겟 영역의 나노스케일 3차원 영상, 상기 광학 데이터 및 상기 SPM 데이터 간의 차이에 기초하여, 일련의 정렬 에러를 업데이트하는 수단;을 포함하고) 및
    업데이트된 보정을 상기 SPM 좌표계에 적용하는 수단;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사 탐침 현미경 시스템.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10401381B2 (en) * 2015-06-12 2019-09-03 Infinitesima Limited Scanning probe system
US11703464B2 (en) 2018-07-28 2023-07-18 Bruker Technologies Ltd. Small-angle x-ray scatterometry
KR102070659B1 (ko) * 2018-09-28 2020-03-02 명지대학교 산학협력단 나노소자 손상 방지용 프로브스테이션의 광학 현미경 및 이를 이용한 나노소자의 전기적 특성 측정 방법
CN113012125B (zh) * 2021-03-16 2024-02-09 上海哥瑞利软件股份有限公司 基于图像识别的半导体cp设备自动化针卡校对方法及系统
US11781999B2 (en) 2021-09-05 2023-10-10 Bruker Technologies Ltd. Spot-size control in reflection-based and scatterometry-based X-ray metrology systems
CN116804865B (zh) * 2023-08-28 2023-12-08 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种三轴自动化程编特征识别与刀轨生成方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101551A (ja) 2006-10-23 2007-04-19 Hitachi Ltd 走査電子顕微鏡
US20080308726A1 (en) * 2006-01-04 2008-12-18 Jaehnke Torsten Method for the Operation of a Measurement System With a Scanning Probe Microscope and a Measurement System
JP2010038856A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査プローブ顕微鏡
US20120328151A1 (en) * 2008-10-12 2012-12-27 Fei Company High Accuracy Beam Placement for Local Area Navigation

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4242038A (en) 1979-06-29 1980-12-30 International Business Machines Corporation Wafer orienting apparatus
US4475122A (en) 1981-11-09 1984-10-02 Tre Semiconductor Equipment Corporation Automatic wafer alignment technique
US4935634A (en) 1989-03-13 1990-06-19 The Regents Of The University Of California Atomic force microscope with optional replaceable fluid cell
US5744799A (en) 1996-05-20 1998-04-28 Ohara; Tetsuo Apparatus for and method of real-time nanometer-scale position measurement of the sensor of a scanning tunneling microscope or other sensor scanning atomic or other undulating surfaces
US5898106A (en) * 1997-09-25 1999-04-27 Digital Instruments, Inc. Method and apparatus for obtaining improved vertical metrology measurements
US6392229B1 (en) * 1999-01-12 2002-05-21 Applied Materials, Inc. AFM-based lithography metrology tool
US20020158197A1 (en) * 1999-01-12 2002-10-31 Applied Materials, Inc AFM-based lithography metrology tool
US20060156798A1 (en) * 2003-12-22 2006-07-20 Vladimir Mancevski Carbon nanotube excitation system
US6666075B2 (en) * 1999-02-05 2003-12-23 Xidex Corporation System and method of multi-dimensional force sensing for scanning probe microscopy
JP2001324438A (ja) * 2000-05-16 2001-11-22 Seiko Instruments Inc Ｓｐｍ保守管理方法およびその方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
US6822248B2 (en) * 2001-03-15 2004-11-23 International Business Machines Corporation Spatial phase locking with shaped electron beam lithography
US6955078B2 (en) * 2001-03-30 2005-10-18 Xidex Corporation Caliper method, system, and apparatus
JP2002350320A (ja) * 2001-05-25 2002-12-04 Olympus Optical Co Ltd 走査型プローブ顕微鏡
US7279046B2 (en) * 2002-03-27 2007-10-09 Nanoink, Inc. Method and apparatus for aligning patterns on a substrate
US6953927B2 (en) * 2002-08-09 2005-10-11 California Institute Of Technology Method and system for scanning apertureless fluorescence microscope
US7606403B2 (en) * 2002-10-17 2009-10-20 Intel Corporation Model-based fusion of scanning probe microscopic images for detection and identification of molecular structures
KR100527382B1 (ko) * 2002-11-07 2005-11-09 전자부품연구원 수직적으로 성장된 탄소 나노튜브를 이용한 주사 프로브현미경의 팁과 그 제조방법
EP1555676A3 (en) * 2004-01-14 2006-09-13 FEI Company Method of operating a probe microscope
CN1272619C (zh) * 2004-02-18 2006-08-30 山东大学 自旋极化隧道原子力显微成像方法
US7170048B2 (en) * 2004-06-08 2007-01-30 Olympus Corporation Compound scanning probe microscope
KR100612857B1 (ko) * 2004-08-14 2006-08-14 삼성전자주식회사 프로브를 이용한 정보저장시스템의 프로브 위치오차 검출방법 및 장치
JP2006098794A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Olympus Corp 複合顕微鏡及び複合顕微鏡の測定方法
CN1755345A (zh) * 2004-09-30 2006-04-05 中国科学院沈阳自动化研究所 基于纳米扫描探针形变的微作用力建模方法
JP2006118867A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査型プローブ顕微鏡及びそれを用いた計測方法
US7472576B1 (en) * 2004-11-17 2009-01-06 State Of Oregon Acting By And Through The State Board Of Higher Education On Behalf Of Portland State University Nanometrology device standards for scanning probe microscopes and processes for their fabrication and use
US7429732B2 (en) * 2005-09-30 2008-09-30 Veeco Instruments Inc. Scanning probe microscopy method and apparatus utilizing sample pitch
JP5034294B2 (ja) * 2006-03-30 2012-09-26 富士通株式会社 圧電体薄膜評価装置及び圧電体薄膜の評価方法
US7406860B2 (en) * 2006-04-28 2008-08-05 Seagate Technology Llc Atomic force microscopy scanning and image processing
US7627438B1 (en) * 2006-04-28 2009-12-01 Iowa State University Research Foundation, Inc. Observer based Q-control imaging methods for atomic force microscopy
US8050802B2 (en) * 2006-11-03 2011-11-01 Bruker Nano, Inc. Method and apparatus of compensating for position shift
CN101855534B (zh) * 2007-09-12 2014-02-26 布鲁克纳米公司 自动扫描探针成像的方法和设备
US7880151B2 (en) * 2008-02-28 2011-02-01 Fei Company Beam positioning for beam processing
JP5216509B2 (ja) * 2008-03-05 2013-06-19 株式会社日立製作所 走査プローブ顕微鏡およびこれを用いた試料の観察方法
US8059918B2 (en) * 2008-10-12 2011-11-15 Fei Company High accuracy beam placement for local area navigation
GB0901772D0 (en) * 2009-02-04 2009-03-11 Infinitesima Ltd Control system for a scanning probe microscope
US8387158B2 (en) * 2009-08-05 2013-02-26 The United States of America as represented by the Secretary of Commerce, the National Institute of Standards and Technology Laser guided tip approach with 3D registration to a surface
TWI532116B (zh) 2010-04-11 2016-05-01 肯提克有限公司 晶圓對齊方法及系統
JP5331828B2 (ja) * 2011-01-14 2013-10-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
US9586817B2 (en) * 2011-07-28 2017-03-07 Seagate Technology Llc Semi-auto scanning probe microscopy scanning
US8595859B1 (en) * 2011-09-30 2013-11-26 Agilent Technologies, Inc. Controlling atomic force microscope using optical imaging
US9599575B2 (en) 2012-02-07 2017-03-21 Applied Materials Israel, Ltd. System, a method and a computer program product for CAD-based registration

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080308726A1 (en) * 2006-01-04 2008-12-18 Jaehnke Torsten Method for the Operation of a Measurement System With a Scanning Probe Microscope and a Measurement System
JP2007101551A (ja) 2006-10-23 2007-04-19 Hitachi Ltd 走査電子顕微鏡
JP2010038856A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Hitachi Kenki Fine Tech Co Ltd 走査プローブ顕微鏡
US20120328151A1 (en) * 2008-10-12 2012-12-27 Fei Company High Accuracy Beam Placement for Local Area Navigation

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