KR20140048831A - 포린 표면 피처들과 네이티브 표면 피처들의 구별 - Google Patents

Abstract

광자 검출기 어레이; 및 제 1 초점 평면에 초점된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 제 1 세트의 광자들 및 제 2 초점 평면에 초점된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 제 2 세트의 광자들에 대응하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 수단을 포함하는 장치가 본 명세서에서 제공되고, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브 표면 피처들과 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하도록 추가로 구성된다.

Description

포린 표면 피처들과 네이티브 표면 피처들의 구별{DISTINGUISHING FOREIGN SURFACE FEATURES FROM NATIVE SURFACE FEATURES}

본 출원은 2012년 10월 16일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/714,546호의 이득을 주장한다.

제조 라인에서 제작되는 아티클은 아티클 또는 아티클을 포함한 시스템의 성능을 열화시킬 수 있는 결함들을 포함한 특정 피처들에 대해서 검사될 수 있다. 예를 들어, 하드 디스크 드라이브용 하드 디스크는 제조 라인에서 제작되며 디스크 또는 하드 디스크 드라이브의 성능을 열화시킬 수 있는 표면 및 표면 결함들을 포함한 특정 표면 피처들에 대해 검사될 수 있다. 따라서, 결함들과 같은 피처들에 대한 아티클들을 검사하기 위해서 장치들 및 방법들이 사용될 수 있다.

본 출원에 제공되는 것은 광자 검출기 어레이; 및 제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 제 1 세트의 광자들 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 제 2 세트의 광자들에 대응하는 광자 검출기 어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성된 프로세싱 수단을 포함하는 장치이며, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하도록 추가로 구성된다.

본 출원에 제시된 개념들의 이들 및 다른 특징들 및 측면들은 다음의 도면들, 설명들 및 첨부되는 특허청구범위를 참조로 더 잘 이해될 수 있다.

도 1a는 실시예에 따라서 아티클의 표면 피처들의 검출을 예시하는 개략도를 제공하며,
도 1b는 실시예에 따라서 아티클의 표면 피처들의 검출을 예시하는 개략도를 제공하며,
도 2는 실시예에 따라서 아티클의 표면 피처로부터 산란하는 광자를 예시하는 개략도를 제공하며,
도 3은 실시예에 따라서 네이티브 표면 피처들 및 포린 표면 피처들을 구별하기 위한 개략도를 제공하며,
도 4는 실시예에 따라서 아티클의 표면 피처로부터 광학 요소를 통해 광자 검출기 어레이로 산란하는 광자들을 예시하는 개략도를 제공하며,
도 5는 실시예에 따라서 아티클의 표면 피처들 맵의 이미지를 제공하며,
도 6은 도 4에 제공된 표면 피처들 맵의 클로즈-업 이미지를 제공하며,
도 7a의 상부는 도 6에 제공된 표면 피처들 맵으로부터 표면 피처의 클로즈-업 이미지를 제공하며, 도 7a의 하부는 표면 피처의 광자 산란 세기 분포를 제공하며,
도 7b의 상부는 도 7a로부터 표면 피처의 화소-보간된 이미지를 제공하며, 도 7b의 하부는 표면 피처의 화소-보간된 광자 산란 세기 분포를 제공하며,
도 8a는 포린 표면 피처들 및 네이티브 표면 피처들을 갖는 아티클용 표면 피처들 맵의 클로즈-업 이미지를 제공하며, 여기서 표면 피처들 맵은 실시예에 따라서 포린 표면 피처들과 네이티브 표면 피처들 모두를 나타내며,
도 8b는 포린 표면 피처들 및 네이티브 표면 피처들을 갖는 아티클용 표면 피처들 맵의 클로즈-업 이미지를 제공하며, 여기서 표면 피처들 맵은 실시예에 따라서 포린 표면 피처들을 나타낸다.

몇몇 특정 실시예들을 더 상세히 설명하기 이전에, 본 출원에서 설명되고/되거나 예시된 특정 실시예들이 본 출원에 제시된 개념들을 한정하지 않는다는 것이 본 기술 분야의 당업자들에게 이해되어야 하는데, 이는 그러한 특정 실시예들의 구성요소들이 변경될 수 있기 때문이다. 유사하게, 본 출원에서 설명되고/되거나 예시된 특정 실시예가 특정 실시예로부터 용이하게 분리될 수 있으며 임의의 여러 다른 실시예들과 선택적으로 조합될 수 있으며 본 출원에서 설명된 임의의 여러 다른 실시예들의 구성요소로 대체될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 몇몇 특정한 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 이 용어는 본 명세서에 제시되는 개념들을 제한하지 않음을 당업자들은 이해해야 한다. 달리 나타내지 않으면, 서수(ordinal numbers)(예를 들어, 제 1, 제 2, 제 3 등)는 엘리먼트들 또는 단계들의 그룹에서 상이한 엘리먼트들 또는 단계들을 구별하거나 식별하기 위해 사용되고, 직렬적 또는 수치적 제한을 제공하지 않는다. 예를 들어, 실시예들의 "제 1", "제 2" 및 "제 3" 엘리먼트들 또는 단계들은 반드시 그 순서로 나타날 필요가 없고, 실시예들은 반드시 3개의 엘리먼트들 또는 단계들로 제한될 필요가 없다. 또한, 달리 나타내지 않으면, "좌", "우", "정면", "뒤", "최상부", "바닥", "순방향", "역방향", "시계방향", "반시계방향", "위", "아래"와 같은 임의의 라벨들, 또는 "상부", "하부" "뒤(aft)", "앞", "수직", "수평", "근접", "먼" 등과 같은 다른 유사한 용어들은 편의를 위해 사용되고, 예를 들어, 임의의 특정한 고정된 위치, 배향 또는 방향을 의미하는 것으로 의도되지 않음을 이해해야 한다. 대신에, 이러한 라벨들은, 예를 들어, 상대적 위치, 배향 또는 방향들을 반영하도록 사용될 수 있다. 또한, 관사("a", "an" 및 "the")의 단수 형태들은, 문맥에서 달리 명확하게 지정되지 않으면 복수의 참조들을 포함함을 이해해야 한다.

달리 정의되지 않으면, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은, 당업자들에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

생산 라인에서 제조되는 아티클은, 아티클 또는 아티클을 포함하는 시스템의 성능을 악화시킬 수 있는 결함들을 포함하는 특정한 피처들에 대해 검사될 수 있다. 예를 들어, 하드 디스크 드라이브를 위한 하드 디스크는 생산 라인 상에서 제조될 수 있고, 디스크 또는 하드 디스크 드라이브의 성능을 악화시킬 수 있는 표면 및 표면 아래 결함들을 포함하는 특정한 표면 피처들에 대해 검사될 수 있다. 아티클의 네이티브 표면 피처들(예를 들어, 비트-패터닝된 매체["BPM"]의 자기 아일랜드(island)들)로부터 표면 및/또는 표면 아래 결함들을 구별하는 것을 포함하여, 이러한 표면 및/또는 표면 아래 결함들(아티클의 "포린(foreign) 표면 피처들")과 같은 특정한 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하기 위해 아티클들을 검사하는 장치들 및 방법들이 본 명세서에 제공된다. 이제, 본 발명의 실시예들이 더 상세히 설명될 것이다.

본 명세서의 장치들 및 방법들로 검사될 수 있는 아티클들에 대해, 이러한 아티클들은, 하나 또는 그 초과의 표면들을 갖는 임의의 제조 아티클 또는 임의의 제조 스테이지에서 이들의 워크피스(workpiece)를 포함하고, 이들의 예들은, 반도체 웨이퍼들, 자기 기록 매체(예를 들어, BPM과 같은 하드 디스크 드라이브들을 위한 하드 디스크들), 및 임의의 제조 스테이지에서 이들의 워크피스들을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 아티클들은, 아티클의 성능을 악화시킬 수 있는 표면 및/또는 표면 아래 결함들(표면 및/또는 표면 아래 결함들은 입자 및 스테인(stain) 오염물을 포함함) 뿐만 아니라 스크래치들 및 보이드(void)들을 포함하는 결함들을 포함하는 특정한 표면 피처들에 대해 검사될 수 있다. 상기 피처들을 특성화하기 위해(이것은 실패 원인 분석(root cause failure analysis)에서 중요한 단계임), 예를 들어, 원자력 마이크로스코피("AFM"), 스캐닝 전자 마이크로스코피("SEM")/에너지 산란 X-레이("EDX"); 및 라만(Raman) 스펙트로스코피 중 하나 또는 그 초과를 이용하는 광학 분석 및 후속적 분석을 포함하여, 상이한 분석적 장치들 상의 다수의 분석들이 통상적으로 요구된다. 상이한 분석적 장치들 상의 분석의 수 및 각각의 분석에 대해 요구되는 시간은 매우 시간 소모적일 수 있고, 이것은, 실패 원인 분석에서 스루풋을 제한한다. 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하는 것을 포함하여, 특정한 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하기 위해 아티클들을 검사하기 위해 본 명세서에서 제공되는 장치들 및 방법들은, 상이한 분석적 장치들의 수 및 각각의 분석에 요구되는 시간을 감소시키고, 이것은 실패 원인 분석에 대한 스루풋을 증가시킨다.

도 1a 및 도 1b는 결합되어, 아티클들의 네이티브 표면 피처들(예를 들어, BPM의 자기 아일랜드들)로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하는 것을 포함하여, 아티클들의 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하기 위한 도식들을 제공한다. 따라서, 도 1a 및 도 1b는, 광자 에미터(photon emitter)(110), 선택적인 광학 특성 디바이스(115), 광학 셋업(120), 광자 검출기 어레이(130) 및 컴퓨터 또는 이와 균등한 디바이스(140) 뿐만 아니라 아티클(150), 및 예를 들어, 아티클(150)의 표면의 한 쌍의 차분 표면 피처들 맵들(160A 및 160B/160B')을 포함하는 장치(100)를 제공한다. 광자 검출기 어레이(130)는, (예를 들어, 표면 피처들 맵(160A)에 대한) 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는(원래는 광자 에미터(110)로부터 방출된) 광자들의 제 1 세트를 수신하기 위해 구성될 수 있고, 이와 동일한 광자 검출기 어레이(130) 또는 상이한 광자 검출기 어레이는, (예를 들어, 표면 피처들 맵(160B/160B')에 대한) 아티클의 표면 피처들로부터 산란된(원래는 광자 에미터(110)로부터 방출된) 광자들의 제 2 세트를 후속적으로 수신하도록 구성될 수 있다. 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 1 세트를 수신하기 위해 구성되는 광자 검출기 어레이(130)에 대해, 광자 검출기 어레이(130)는, 렌즈(예를 들어, 텔레센트릭 렌즈)를 포함하는 광학 셋업(120)과 결합하여, 제 1 초점의 평면에 포커싱될 수 있고, 이것은 아티클의 포린 표면 피처들 및 아티클의 네이티브 표면 피처들 모두에 대한 정보를 제공할 수 있고, 이 정보는, 아티클의 포린 표면 피처들 및 아티클의 네이티브 표면 피처들 모두를 포함하는 표면 피처들 맵(160A)을 생성하는데 이용될 수 있다. 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 2 세트를 수신하도록 구성되는 광자 검출기 어레이에 대해, 광자 검출기 어레이는, 렌즈를 포함하는 광학 셋업(120)과 결합하여, 제 2 초점의 평면에 포커싱될 수 있고, 이것은 아티클의 네이티브 표면 피처에 대한 정보를 제공할 수 있고, 이 정보는, 아티클의 네이티브 표면 피처들을 포함하는 표면 피처들 맵(160B)을 생성하는데 이용될 수 있다. 대안적으로, 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 2 세트를 수신하도록 구성되는 광자 검출기 어레이에 대해, 광자 검출기 어레이는, 펄터(예를 들어, 코히어런스 필터 또는 주기적 어레이-튜닝된 필터)를 포함하는 광학 셋업(120)과 결합하여, 제 1 초점의 평면에 포커싱되어 유지될 수 있고, 이것은 아티클의 포린 표면 피처들에 대한 정보를 제공할 수 있고, 이 정보는, 아티클의 포린 표면 피처들을 포함하는 표면 피처들 맵(160B')을 생성하는데 이용될 수 있다.

디퍼렌셜 표면 피처 맵들(160A 및 160B/160B') 및 임의의 부가적인 표면 피처 맵들(예를 들면, 160C/160C', 160D/160D'...160n/160n', 여기서 인덱스 n은 n 번째 표면 피처 맵을 표시함), 또는 그러한 표면 피처 맵들을 생성하기에 충분한 정보는 아티클들의 표면 피처들을 검출하거나 및/또는 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 표면 피처 맵들(160A)(또는 표면 피처 맵(160A)을 생성하기에 충분한 정보) ― 표면 피처 맵(160A)은 아티클의 포인 표면 피처 및 아티클의 네이티브 표면 피처들 모두를 포함함 ― 은 표면 피처 맵들(160B)(또는 표면 피처 맵(160B)을 생성하기에 충분한 정보)과 대조적일 수 있고, 표면 피처 맵(160B)은 표면 피처 맵(160A) 및 표면 피처 맵(160B) 모두에서 존재하는 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 표면 피처 맵(160A)에서 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하기 위해 아티클의 네이티브 표면 피처들을 포함한다. 또 다른 예에서, 표면 피처 맵(160A)(또는 표면 피처 맵(160A)을 생성하기에 충분한 정보) ― 표면 피처 맵(160A)은 아티클의 포인 표면 피처 및 아티클의 네이티브 표면 피처들 모두를 포함함 ―은 표면 피처 맵들(160B')(또는 표면 피처 맵(160B')을 생성하기에 충분한 정보)과 대조적일 수 있고, 표면 피처 맵(160B')은 표면 피처 맵(160A) 및 표면 피처 맵(160B') 모두에서 존재하는 아티클의 포린 표면 피처들로부터 표면 피처 맵(160A)에서 아티클의 네이티브 표면 피처들을 구별하기 위해 아티클의 포린 표면 피처들을 포함한다. 장치들 및 방법들이 도 1a 및 도 1b의 실시예들로 제한되지 않는데, 왜냐하면 본 발명의 부가적인 실시예들이 본원에 더 상세히 설명되는 피처들에 의해 실현될 수 있기 때문이다.

장치는 단일 광자 이미터(예를 들면, 도 1a 및 도 1b의 광자 이미터(110)를 참조) 또는 복수의 광자 이미터들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 광자 이미터(들)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 단지 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1 개의 광자 이미터(들)를 포함할 수 있다. 앞서 말한 것의 조합들은 또한 상기 장치의 광자 이미터들의 수를 설명하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 적어도 2 개의 광자 이미터들 내지 단지 10 개의 광자 이미터들(예를 들면, 2 내지 10 개의 광자 이미터들), 가령, 적어도 2 개의 광자 이미터들 내지 단지 4 개의 광자 이미터들(예를 들면, 2 내지 4 개의 광자 이미터들)을 포함하여, 적어도 2 개의 광자 이미터들 내지 단지 6 개의 광자 이미터들(예를 들면, 2 내지 6 개의 광자 이미터들)을 포함할 수 있다. 단일 광자 이미터는 광자들을 아티클의 표면, 가령, (예를 들면, 원한다면, 정밀한 검사를 위해 아티클의 점진적인 회전에 대해) 아티클의 전체 표면 또는 아티클의 표면의 일부 미리 결정된 부분 상으로 방출하는데 사용될 수 있고, 복수의 광자 이미터들 중 각각의 광자 이미터는 임의의 콜렉션에서 상이한 시간들 및/또는 동일한 시간에 광자들을 아티클의 표면, 가령, 아티클의 전체 표면 또는 아티클의 표면의 일부 미리 결정된 부분 상으로 방출하는데 사용될 수 있다. 또한, 복수의 광자 이미터들에 관련하여, 복수의 광자 이미터들 중 각각의 광자 이미터는 동일하거나 상이하거나 이들의 일부 조합일 수 있다(예를 들면, 적어도 2 개의 광자 이미터들이 동일하고 광자 이미터들 중 나머지는 상이함; 적어도 4 개의 광자 이미터들이 동일하고 광자 이미터들 중 나머지는 상이함 등). 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 적어도 2 개의 상이한 광자 이미터들을 포함할 수 있고, 여기서 2 개의 상이한 광자 이미터들은 아티클의 표면, 가령, 아티클의 전체 표면 또는 아티클의 표면의 일부 미리 결정된 부분 상에 광자들을 각각 개별적으로 방출하도록 구성된다.

장치가 단일의 광자 이미터 또는 복수의 광자 이미터들을 포함하든지 간에, 각각의 광자 이미터는 하나 이상의 타입들의 피처들에 대해 최적화된 각도 및/또는 거리로 아티클의 표면 상에 광자들을 방출할 수 있으며, 피처들의 타입들은 여기서 보다 상세히 기술된다. 하나 이상의 타입들의 피처들에 대해 최적화되는 각도는 여각(glancing angle)과 동일할 수 있으며, 여각은 입사각의 보충이고, 입사각은 아티클의 표면 상에 입사되는 방출된 광자들을 포함하는 광선과 광선이 입사되는 지점에서의 수직선(normal)(아티클의 표면에 수직인 라인) 간의 각도이다. 여각은 또한 아티클의 표면 상에 입사되는 방출된 광자들을 포함하는 광선과 광선이 입사되는 지점의 표면 간의 최소각으로서 기술될 수 있다.

도 2는 표면(152)과 여각을 형성하는 아티클(150)의 표면(152) 상에 입사되는 방출된 광자들을 포함하는 다수의 광선들을 제공한다. 도 2는 추가로 표면에 수직인 반사각을 형성하는 반사된 광자들을 포함하는 다수의 광선들을 제공하며, 반사각은 입사각과 동일하다. 도 2는 여전히 추가로 아티클(150)의 표면(152) 상의 피처(152)로부터 산란되는 광자들을 포함하는 다수의 광선들을 제공하며, 산란되는 광자들을 포함하는 광선들은 다양한 산란각들(scatter angles)을 형성한다. 광자 이미터는 0° 내지 90° 범위의 여각으로 광자들을 방출할 수 있으며, 여기서 0도의 여각은 아티클의 측면으로부터 아티클의 표면으로 광자들을 방출하는 광자 이미터를 표현하고, 90도의 여각은 아티클 바로 위로부터 아티클의 표면으로 광자들을 방출하는 광자 이미터를 표현한다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 광자 이미터는, 여각이 적어도 0°, 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85°, 또는 90°가 되도록 아티클의 표면으로 광자들을 방출할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 광자 이미터는 여각이 불과 90°, 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10°, 5°, 또는 0°가 되도록 아티클의 표면으로 광자를 방출할 수 있다. 위의 것들의 조합들은 또한 광자 이미터가 아티클의 표면으로 광자들을 방출할 수 있는 여각을 기술하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 광자 이미터는 여각이 적어도 45° 내지 불과 90°(즉 45°내지 90° 사이)를 포함해서, 적어도 0° 내지 불과 45°(즉 0° 내지 45° 사이)와 같이 적어도 0° 내지 불과 90°(즉 0° 내지 90° 사이)가 되도록 아티클의 표면으로 광자들을 방출할 수 있다.

광자 이미터는 전체 표면 또는 표면의 일부 미리 결정된 부분(예를 들어, 원하는 경우, 조각지향 검사(piecewise inspection)를 위한 아티클의 점진적인 회전을 위해)과 같이 아티클의 표면으로 광자들을 방출할 수 있다. 광자 이미터는 추가로 아티클의 전체 표면 또는 표면의 일부 미리 결정된 부분으로 광자들을 방출할 수 있어서, 전체 표면 또는 표면의 일부 미리 결정된 부분은 균일하게 또는 동종으로 조명된다. 아티클의 전체 표면 또는 표면의 일부 미리 결정된 표면을 균일하게 조명하는 것은 아티클의 전체 표면 또는 표면의 일부 미리 결정된 표면이 단위 시간 당 동일하거나 거의 동일한 광자 에너지(예를 들어, 광자 전력 또는 광자 플럭스) 및/또는 단위 영역 당 동일하거나 거의 동일한 광자 전력(예를 들어, 광자 플러스 밀도)을 겪게 하는 것을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 라디오미터(radiometric) 용어들에서, 균일하게 조명한다는 것은 아티클의 전체 표면 또는 표면의 일부 미리 결정된 표면을 단위 시간 당 동일하거나 거의 동일한 방사 에너지(예를 들어, 방사 전력 또는 방사 플럭스) 및/또는 단위 영역 당 동일하거나 거의 동일한 방사 전력(예를 들어, 조사 또는 방사 플럭스 밀도)을 겪게 하는 것을 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다.

광자(photon)들이 전자기 방사선 또는 광의 소립자(elementary particle)들임을 감사하면서, 광자 방출기 또는 광원은 비교적 넓은 범위의 파장들(예컨대, 전체 스펙트럼, 광대역 스펙트럼, 가시 자외선, 가시선, 적외선 등), 비교적 좁은 범위의 파장들(예컨대, UVA, UVB, UVC 등과 같은 자외선의 세분; 적색, 녹색, 청색 등과 같은 가시선의 세분; 근적외선, 중적외선과 같은 적외선의 세분; 등) 또는 특정 파장(예컨대, 단색)을 포함한 광; 비교적 넓은 범위의 주파수들(예컨대, 전체 스펙트럼, 광대역 스펙트럼, 가시 자외선, 가시선, 적외선 등), 비교적 좁은 범위의 주파수들(예컨대, UVA, UVB, UVC 등과 같은 자외선의 세분; 적색, 녹색, 청색 등과 같은 가시선의 세분; 근적외선, 중적외선과 같은 적외선의 세분; 등) 또는 특정 주파수(예컨대, 단색)을 포함한 광; 편파(예컨대, 선형 편파, 원형 편파 등) 광, 부분적으로 편파된 광, 또는 편파되지 않은 광; 및/또는 코히어런트 광(예컨대, 레이저) 내지 넌코히어런트 광에 걸쳐 있는 시간 및/또는 공간 코히어런스의 상이한 정도들을 갖는 광을 제공할 수 있다. 광자 방출기 또는 광원은, 광학 셋업의 하나 또는 그 초과의 광학 컴포넌트들과 함께, 전술된 품질들 중 임의의 것을 갖는 광을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 비교적 넓은 범위의 파장들 또는 주파수들, 비교적 좁은 범위의 파장들 또는 주파수들, 또는 특정 파장 또는 주파수를 포함한 광을 제공하기 위해, 광자 방출기 또는 광원과 함께, 파장 필터들이 사용될 수 있다. 예컨대, 편파 광, 부분적으로 편파된 광 또는 편파되지 않은 광을 포함한 원하는 편파 광을 제공하기 위해, 광자 방출기 또는 광원과 함께, 편파 필터들이 또한 사용될 수 있다.

전술된 내용을 고려하면, 광자 방출기 또는 광원은, 광자 검출기 어레이를 이용하여 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 검출하면서 바이브레이션(vibration)을 최소화시키도록 구성된, 플래시 램프 ― 고속 플래시 램프를 포함함 ― 와 같은 램프를 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대, 광자 방출기 또는 광원은, 광자 검출기 어레이를 이용하여 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 검출하면서 바이브레이션을 최소화시키기 위해 500 W Xe 플래시 램프와 같은 고속 Xe 플래시 램프를 포함할 수 있다.

또한, 전술된 내용을 고려하면, 광자 방출기 또는 광원은, 하나 또는 그 초과의 각도들로 아티클의 표면 상으로 광자들을 방출하도록 구성된, 레이저 ― 레이저들의 조합을 포함함 ― 와 같은 콜리메이팅(collimating)된 광원을 포함할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대, 레이저들의 조합이 레이저 빔 형상화기에 제공되어, 레이저들의 조합이 하나의 각도로 아티클의 표면 상으로 광자들을 방출할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대, 레이저들의 조합이 레이저 빔 형상화기에 제공되어, 레이저들의 조합이 다수의 각도들로 아티클의 표면 상으로 광자들을 방출할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대, 적어도 2개, 4개, 6개, 8개, 10개, 12개, 14개, 16개, 18개, 20개, 22개, 24개, 26개, 28개, 또는 30개 레이저들, 또는 심지어 30개 초과의 레이저들이 레이저 빔 형상화기에 제공되어, 레이저들의 조합이 하나 또는 그 초과의 각도들로 아티클의 표면 상으로 광자들을 방출할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대, 기껏해야 30개, 28개, 26개, 24개, 22개, 20개, 18개, 16개, 14개, 12개, 10개, 8개, 6개, 4개, 또는 2개만큼의 레이저들이 레이저 빔 형상화기에 제공되어, 레이저들의 조합이 하나 또는 그 초과의 각도들로 아티클의 표면 상으로 광자들을 방출할 수 있다. 또한, 전술된 내용의 조합들이 레이저 빔 형상화기에 제공되는 레이저들의 조합들을 설명하는데 사용될 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대, 적어도 2개의 레이저들 내지 기껏해야 30개 레이저들만큼(예컨대, 2개 내지 30개의 레이저들), 예컨대 적어도 10개 레이저들 내지 기껏해야 30개 레이저들만큼(예컨대, 10개 내지 30개의 레이저들) ― 적어도 20개 레이저들 내지 기껏해야 30개 레이저들만큼(예컨대, 20개 내지 30개의 레이저들)을 포함하고, 적어도 24개 레이저들 내지 기껏해야 28개 레이저들만큼(예컨대, 24개 내지 28개의 레이저들)을 더 포함함 ― 이 레이저 빔 형상화기에 제공되어, 레이저들의 조합이 하나 또는 그 초과의 각도들로 아티클의 표면 상으로 광자들을 방출할 수 있다.

전술한 바를 추가로 고려하여, 광자 이미터 또는 광 소스는, 아티클의 표면 상에 광자들을 방출하도록 구성된 포인트 광 소스들의 선형 조합 또는 어레이, 아치형(arcuate) 조합 또는 어레이 등을 포함하는, 포인트 광 소스들의 조합과 같은 2차원(two-dimensional) 광 소스를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 2차원 광 소스는, 적어도 10, 20, 40, 60, 80, 100, 110, 120, 140, 160, 180, 또는 200 개의 포인트 광 소스들, 또는 심지어 200 개보다 더 많은 포인트 소스들의 조합을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 2차원 광 소스는, 200, 180, 160, 140, 120, 100, 80, 60, 40, 20, 또는 10 개 이하의 포인트 광 소스들의 조합을 포함할 수 있다. 전술한 바의 조합들이 또한, 포인트 광 소스들의 조합들을 포함하는 2차원 광 소스들을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 2차원 광 소스는, 적어도 60 개 그리고 140 개 이하(예를 들어, 60 개 내지 140 개)의 포인트 광 소스들을 포함하고, 적어도 80 개 그리고 120 개 이하(예를 들어, 80 개 내지 120 개)의 포인트 광 소스들을 더 포함하여, 적어도 10 개 그리고 200 개 이하(예를 들어, 10 개 내지 200 개)의 포인트 광 소스들, 예를 들어 적어도 40 개 그리고 160 개 이하(예를 들어 40 개 내지 160 개)의 포인트 광 소스들의 조합을 포함할 수 있다. 그러한 포인트 광 소스들은, 스트립(strip) 라이트와 같은 2차원 광 소스를 형성하도록 선형으로 조합되는 것을 포함하여, 2차원 어레이의 열들 및 행들로 조합될 수 있다. 그러한 포인트 광 소스들은 링 라이트(ring light)와 같은 2차원 광 소스를 형성하도록 아치형으로 조합될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 광자 이미터 또는 광 소스는, 적어도 60 개의 포인트 광 소스들을 포함하는 2차원 광 소스, 예를 들어, 적어도 60 개의 발광 다이오드들("LED들")을 포함하는 링 라이트를 포함하고, 적어도 100 개의 LED들을 포함하는 링 라이트를 더 포함하여, 적어도 60 개의 포인트 광 소스들을 포함하는 링 라이트를 포함할 수 있다. LED들을 포함하는 2차원 광 소스는 백색 LED들을 포함할 수 있고, 여기에서, 각각의 LED는 적어도 10 mW의 전력을 갖는다. LED 기반 링 라이트는, 특히, LED 기반 링 라이트가 더 낮은 각도들(예를 들어, 글랜싱 각도(glancing angle)가 45°와 동등하거나 또는 그 미만임)로 아티클들의 표면들 상에 광자들을 방출하도록 구성되는 경우에, 아티클들의 표면들에서 스크래치들(scratches)(예를 들어, 주위의 스크래치들(circumferential scratches) 및/또는 보이드들(voids)과 같은 피처들(features)을 인핸스(enhance)할 수 있다.

장치는 광학 셋업(예를 들어, 도 1a 및 도 1b의 광학 셋업(120)을 참조)을 더 포함할 수 있고, 그 광학 셋업은, 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들 및/또는 하나 또는 둘 이상의 광자 이미터들로부터 방출된 광자들을 조작할 수 있다. 광자들이 전자기 방사선 또는 광의 소립자(elementary particle)들이라는 인식과 함께, 광학 셋업은 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광 및/또는 하나 또는 둘 이상의 광자 이미터들로부터 방출된 광을 조자할 수 있다. 광학 셋업은 아티클 전의 광학 경로에 배치된 임의의 수의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 그에 따라, 광학 컴포넌트들은 아티클의 표면의 미리 결정된 부분 또는 전체 표면을 균일하게 또는 균질하게 조사하기 전에, 하나 또는 둘 이상의 광자 이미터들로부터 방출된 광자들을 조작하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 부가하여, 광학 셋업은 아티클 후의 광학 경로에 배치된 임의의 수의 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있고, 그에 따라, 광학 컴포넌트들은 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 조작하기 위해 사용될 수 있다. 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 조작하기 위해 아티클 후의 광학 경로에 임의의 수의 광학 컴포넌트들이 배치되는 경우에, 광학 컴포넌트들은 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하기 위해 추가로 사용될 수 있다. 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하기 위해 사용되는 광학 컴포넌트들은 여기에서 광학 구별 디바이스들로서 추가로 나타내어질 수 있다. 광학 구별 디바이스들을 포함하여, 전술한 광학 컴포넌트들은 렌즈들, 필터들, 그레이팅들(gratings), 및 미러들과 같은 광학 컴포넌트들을 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지는 않는다.

렌즈들과 같은 광학 컴포넌트들과 관련하여, 광학 셋업은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 수집 및 검출하기 위해 구성된 광자 검출기 어레이에 결합된 렌즈들의 조합(즉, 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합)을 포함하는 복수의 렌즈들 또는 단일 렌즈를 포함할 수 있다. 광자 검출기 어레이에 커플링된 렌즈는 입사동(entrance pupil) 및 사출동(exit pupil), 그리고 부가적인 광학 컴포넌트들, 이를 테면 렌즈들(예를 들어, 광자 검출기 어레이에 커플링된 렌즈에 더하는, 렌즈들), 필터들, 격자(grating)들, 및 미러들을 가질 수 있고, 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 조작하기 위해, 하나 또는 그 초과의 광학 컴포넌트들의 임의의 조합으로, 광자 검출기 어레이에 커플링된 렌즈의 입사동에 또는 그 가까이, 광자 검출기 어레이에 커플링된 렌즈의 사출동에 또는 그 가까이(즉, 광자 검출기 어레이와 렌즈의 사출동의 중간(in-between)), 또는 이들의 몇몇 조합에 배치될 수 있다. 광자 검출기 어레이에 커플링된 렌즈는, 객체-공간 텔레센트릭(telecentric) 렌즈(즉, 인피니티에서의 입사동), 이미지-공간 텔레센트릭 렌즈(즉, 인피니티에서의 사출동), 또는 더블 텔레센트릭 렌즈(즉, 인피니티에서 입사동 및 사출동 양측 모두)를 포함하는 텔레센트릭 렌즈와 같은 대물 렌즈(objective lens)일 수 있다. 텔레센트릭 렌즈를 광자 검출기 어레이에 커플링하는 것은, 아티클들의 표면 피처들의 위치에 관한 에러들을 감소시키고, 아티클들의 표면 피처들의 왜곡을 감소시키고, 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 양적인 분석을 가능하게 하며, 상기 양적인 분석은 아티클들의 표면 피처들의 크기 결정을 위해 광자 산란 세기 분포의 통합을 포함한다. 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합이 하나 또는 그 초과의 초점 평면들에서 상이하게 초점을 맞추기 위해 구성될 때, 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합은, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 기술되는 바와 같이, 아티클들(BPM의 마그네틱 섬들)의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구분하기 위해 이용될 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 표면 피처들 맵(160A)은, 아티클의 표면 피처들로부터 방출되고 그리고 그후 산란되는 비코히어런트(noncoherent) 광자들의 제 1 세트로부터 생성될 수 있고, 상기 그후 산란되는 광자들은 제 1 초점 평면에 초점 맞춰진 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합에 의해 수집 및 검출될 수 있으며; 표면 피처들 맵(160B)은, 아티클의 표면 피처들로부터 방출되고 그리고 그후 산란되는 코히어런트 광자들의 제 2 세트로부터 생성될 수 있고, 상기 그후 산란되는 광자들은 제 2 초점 평면에 초점 맞춰진 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합에 의해 수집 및 검출될 수 있다. 이러한 차동(differential) 표면 피처들 맵들(160A 및 160B), 또는 이러한 차동 표면 피처들 맵들(160A 및 160B)을 생성하기에 충분한 정보는, 아티클(BPM의 마그네틱 섬들)의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구분하기 위해 이용(예를 들어, 대조)될 수 있다. 선택적으로, 아티클의 포린 표면 피처들의 합성 표면 피처들 맵은 그후, 차동 표면 피처들 맵들(160A(예를 들어, 아티클의 포린 표면 피처들 및 아티클의 네이티브 표면 피처들) 및 160B(예를 들어, 아티클의 네이티브 표면 피처들)), 또는 표면 피처들 맵들(160A 및 160B)을 생성하기에 충분한 정보로부터 생성될 수 있다. 실제로는, 상술한 내용을 실행하기 위해, 임의의 다수의 차동 표면 피처들 맵들(예를 들어, 160A, 160B, 160C...160n, 여기서, 지수 n은 n번째 초점 평면에서의 n번째 표면 피처들 맵을 표시함) 또는 이러한 표면 피처들 맵들을 생성하기에 충분한 정보가 이용될 수 있다.

위의 설명을 고려하면, 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합은 아티클들의 네이티브 표면 피처들(예를 들어, BPM의 마그네틱 아이랜드들)로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하기 위해서 하나 이상의 초점 평면들에서 상이하게 포커싱하도록 구성될 수 있다. 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합이 도 3의 제 1 초점 평면과 같은 제 1 초점 평면에서 포커싱될 때, 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합은 포린 표면 피처들(154A) 및 네이티브 표면 피처들(154B) 모두로부터 산란되는 광자들을 수집 및 검출하기 위해 사용될 수 있다. 포린 표면 피처들(154A) 및 네이티브 표면 피처들(154B) 상에서 방출되는 광자들은 여기서 설명된 바와 같이 비코히어런트할 수 있고, 제 1 초점 평면은 도 3에 도시된 바와 같이 아티클들의 표면과 일치할 수 있다. 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합이 도 3의 제 2 초점 평면과 같은 제 2 초점 평면에서 포커싱될 때, 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합은 네이티브 표면 피처들(154B)로부터 산란되는 광자들을 수집 및 검출하기 위해 사용될 수 있다. 포린 표면 피처들(154A) 및 네이티브 표면 피처들(154B) 상에서 방출되는 광자는 여기서 설명된 바와 같이 코히어런트할 수 있고, 제 2 초점 평면은 도 3에서 도시된 바와 같이 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있을 수 있거나, 아티클의 표면의 높이 z에 있을 수 있다. 높이 z는 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 간격들, 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 방출되고 후속해서 탄력있게 산란되는 광자들에 대한 파장, 또는 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 간격 및 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 방출되고 후속해서 탄력있게 산란되는 광자들에 대한 파장 모두의 함수일 수 있다. 이론적으로 경계가 정해지지 않고도, BPM 의 주기적인 마그네틱 아일랜드들과 같은 네이티브 표면 피처들로부터 탄력있게 산란되는 광자들은 입사하는 광자들(예를 들어, 하나 이상의 광 방출기들로부터 방출되는 광자들)의 코히어런스를 유지하고, 제 2 초점 평면에서 가상 네이티브 피처들(154C)의 검출을 허용하는 수직 z에서 건설적으로 인터피어한다. 포린 표면 피처들(예를 들어, 포린 유기 표면 피처들 또는 포린 무기 표면 특징들)은 입사 광자들이 비탄력적으로 산란될 때 그 광자들의 코히어런스를 유지하지 못한다.

필터들과 같은 광학 컴포넌트들에 관련하여, 광학 셋업은 파장 필터들, 대역-통과 필터들, 편광 필터들, 코히어런스 필터들, 주기적 어레이-튜닝 필터들, 및 위상 필터들을 포함한(그러나, 이들로 제한되지는 않음) 다수의 필터들 또는 하나의 필터를 포함할 수 있다. 이러한 필터들 중 하나 이상의 필터들이 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들을 조종하기 위해 아티클 이후의 광학 경로에 배치될 때, 그 하나 이상의 필터들은 아티클의 네이비트 표면 피처들(예를 들어, BPM의 마그네틱 아일랜드들)로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 예를 들어, 광학 구별 필터와 같은 광학 구별 디바이스가 광자 검출기 어레이에 결합된 렌즈들(예를 들어, 텔레센트릭 렌즈들)의 입사동(entrance pupil)에 또는 그 근처에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서는, 예를 들어, 광학 구별 필터와 같은 광학 구별 디바이스가 광자 검출기 어레이에 결합된 렌즈들(예를 들어, 텔레센트릭 렌즈들)의 출구동(exit pupil)에 또는 그 근처에 배치될 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 표면 피처들 맵(160A)은 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 1 세트로부터 생성될 수 있고, 표면 피처들 맵(160B')은 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 2 세트로부터 생성되고, 코히어런스 필터 또는 주기적 어레이-튜닝 필터(즉, BPM의 마그네틱 아일랜드들의 주기성과 같은 아티클의 네이티브 표면 피처들의 주기성에 튜닝되는 필터)와 같은 광학 구별 필터(115)에 의해 후속해서 프로세싱되는 것과 같이 광학 구별 디바이스(115)에 의해 후속해서 프로세싱될 수 있다. 이러한 구별 표면 피처들 맵들(160A 및 160B') 또는 그러한 구별 표면 피처들 맵들(160A 및 160B')을 생성하기에 충분한 정보는 아티클의 네이티브 표면 피처들(예를 들어, BPM의 마그네틱 아일랜드들)로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하기 위해 사용(콘트라스트)될 수 있다. 선택적으로, 아티클의 포린 표면 피처들의 복합 표면 피처들 맵이 구별 표면 피처들 맵들(160A(예를 들어, 아티클의 포린 표면 피처들 및 아티클의 네이티브 표면 피처들) 및 160B'(예를 들어, 코히어런스 필터 또는 주기적 어레이-튜닝 필터와 같은 광학 구별 필터를 통한 아티클들의 포린 표면 피처들)), 또는 표면 피처들 맵들(160A 및 160B')을 생성하기에 충분한 정보로부터 후속해서 생성될 수 있고, 그 복합 표면 피처들 맵은 임의의 필터잉-관련 아티팩트들이 없을 수 있다. 실제로, 다수의 구별 표면 피처들 맵들(예를 들어, 160A, 160B, 160C... 160n)(여기서, 인덱스 n은 n번째 표면 피처들 맵을 나타냄) 중 임의의 맵이나 또는 그러한 표면 피처들 맵들을 생성하기에 충분한 정보가 앞서 설명된 것을 실행하기 위해서 사용될 수 있다.

상기를 고려하여, 코히어런틀리 산란 광자들(예를 들어, BPM의 자기 아일랜드(island)들 같은 네이티브(native) 표면 피처들)로 공지된 표면 피처들로부터 논코히어런틀리 산란 광자들(예를 들어, 유기 피처들 같은 포린(foreign) 표면 피처들)로 공지된 표면 피처들을 구별하기 위하여, 하나 또는 그 초과의 코히어런스 또는 주기적 어레이-튜닝된 필터들은 코히어런스에 의해 아티클(article)의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 필터링하기 위하여 사용될 수 있다. 코히어런스 필터 또는 주기적 어레이-튜닝된 필터는 아티클의 (예를 들어, 논코히어런트 광자들/광을 갖는 도 8a의 표면 피처들 맵(106A)을 형성하기 위해 사용된) 광학 분석의 제 1 실행(run)을 위한 광학 셋업이 빠질 수 있고, 그리고 코히어런스 필터 또는 주기적 어레이-튜닝된 필터는 아티클의 (예를 들어, 논코히어런트 또는 코히어런트 광자들/광을 가진 도 8b 표면 피처 맵(160B')을 형성하기 위하여 사용된) 광학 분석의 제 2 실행을 위한 코히어런스에 의한 활성적 필터링을 위해 (예를 들어, 광자 검출기 어레이에 커플링된 텔리센트릭(telecentric) 렌즈의 입사동(entrance pupil) 또는 사출동(exit pupil)에 또는 그 근처에 배치된) 광학 셋업의 일부일 수 있다. 아티클의 (예를 들어, 표면 피처들 맵들(160C...160n)을 형성하기 위하여 사용된, 여기서 인덱스 n은 n번째 표면 피처들 맵을 가리킴) 광학 분석의 임의의 추후 실행들을 위해, 이전 실행으로부터의 코히어런스 필터 또는 주기적 어레이-튜닝된 필터는 광학 셋업으로부터 제거될 수 있고 그리고 상이한 코히어런스 필터 또는 상이한 주기적 어레이-튜닝된 필터는 추후 (예를 들어, 코히어런스에 의한 활성적 필터링을 위해 광자 검출기에 커플링된 텔레센트릭 렌즈의 입사동 또는 사출동에 또는 그 근처에 배치된) 광학 셋업에 추후 삽입된다. 코히어런스에 의한 활성적 필터링에 의해 아티클의 포린 표면 피처들과 아티클의 네이티브 표면 피처들 사이를 구별하는 것에 더하여, 코히어런스에 의한 활성적 필터링은, 그런 유기 표면 피처들이 광자들의 논코히어런트 산란을 나타내는 반면 그런 무기 표면 피처들이 광자들의 논코히어런트 또는 코히어런트 산란 어느 하나를 나타낼 수 있기 때문에, 포린 유기 표면 피처들 및 포린 무기 표면 피처들 사이를 포함하는 포린 표면 피처들 사이를 구별하기 위하여 추가로 사용될 수 있다. 코히어런스에 의한 활성적 필터링은 다양한 포린 무기 표면 피처들이 코히어런스에 관련하여 광자들을 상이하게 산란시킬 수 있기 때문에, 다양한 포린 무기 표면 피처들 사이를 결정하기 위하여 심지어 추가로 사용될 수 있다.

아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 검출하기 위하여, 장치는 복수의 광자 검출기들 또는 복수의 광자 검출기 어레이들 ― 각각은 복수의 광자 검출기들을 포함함 ― 을 포함하는 단일 광자 검출기 어레이(예를 들어 도 1a 및 도 1b의 광자 검출기 어레이(130) 참조)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 복수의 광자 검출기 어레이들은 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 광자 검출기 어레이들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 복수의 광자 검출기 어레이들은 겨우 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 또는 2개의 광자 검출기 어레이들을 포함할 수 있다. 상기의 조합들은 또한 복수의 광자 검출기 어레이들을 설명하기 위하여 또한 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 복수의 광자 검출기 어레이들은 적어도 2개의 광자 검출기 어레이들 및 겨우 5개의 광자 검출기 어레이들(예를 들어, 2개와 5개 사이의 광자 검출기 어레이들) 같은 적어도 2개의 광자 검출기 어레이들 및 겨우 10개의 광자 검출기 어레이들(예를 들어, 2개와 10개 사이의 광자 검출기 어레이들)을 포함할 수 있다. 추가로 복수의 광자 검출기 어레이들에 관련하여, 복수의 광자 검출기 어레이들의 각각의 광자 검출기 어레이는 동일하거나 상이할 수 있거나, 이들의 일부 조합(예를 들어, 적어도 2개의 동일한 광자 검출기 어레이, 이때 광자 검출기 어레이들의 나머지는 상이함; 적어도 3개의 동일한 광자 검출기 어레이, 이때 광자 검출기 어레이들 중 나머지는 상이함; 등등).

장치가 단일 광자 검출기 어레이를 포함하든 아니면 다수의 광자 검출기 어레이들을 포함하든, 각각의 광자 검출기 어레이는 하나 또는 그보다 많은 타입들의 피처들로부터 산란되는 광자들의 최적 수용(예를 들어, 최소 배경 잡음을 갖는 광자들의 최대 수용)을 위한 거리 및/또는 각도로 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들을 검출하도록 배향될 수 있는데, 본 명세서에서 피처들의 타입들이 더 상세히 설명된다. 마찬가지로, 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합은 하나 또는 그보다 많은 타입들의 피처들로부터 산란되는 광자들의 최적 수용을 위한 거리 및/또는 각도로 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들을 수집 및 검출하도록 배향될 수 있다. 이러한 각도는 아티클의 표면까지 연장된 광자 검출기 어레이 및/또는 렌즈의 중심 라인 축을 포함하는 광선과 광선이 연장되는 포인트에서의 법선(즉, 아티클의 표면에 수직인 라인) 사이의 각도일 수 있다. (예를 들어, 차동 표면 피처 맵들에 대해) 더 큰 또는 더 작은 각도의 산란 광자들을 수용하도록 일정하지 않은 크기로 될 수 있는 개구와 선택적으로 결합하여, 또는 최소 배경 잡음을 갖는 산란 광자들의 최대 수용을 위한 최적의 크기로 될 수 있는 개구와 선택적으로 결합하여, 각도는 다수의 산란각들을 각각 갖는 산란 광자들의 수용을 감안할 수 있으며, 산란 광자들은 각각 하나 또는 그보다 많은 타입들의 피처들로부터 산란될 수 있다. 산란각은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 입사각과 동일한 반사각과는 상이할 수 있다. 도 2는 아티클(150)의 표면(152) 상에 피처(154)로부터 산란된 광자들을 포함하는 다수의 광선들을 제공하는데, 광선들은 다양한 산란각들을 나타낸다.

상기의 관점에서, 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합은 0°부터 90°까지의 각도로 배향될 수 있으며, 여기서 0°의 각도는 아티클 측에서의 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합의 배향을 나타내고, 여기서 90°의 각도는 아티클 바로 위에서의 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합의 배향을 나타낸다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합은 적어도 0°, 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65°, 70°, 75°, 80°, 85° 또는 90°의 각도로 배향될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합은 90°이내, 85°, 80°, 75°, 70°, 65°, 60°, 55°, 50°, 45°, 40°, 35°, 30°, 25°, 20°, 15°, 10° 또는 5° 또는 0°의 각도로 배향될 수 있다. 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합이 배향될 수 있는 각도를 설명하기 위해 상기의 조합들이 또한 사용될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어 광자 검출기 어레이 또는 렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합은 적어도 0° 또는 90° 이내(즉, 0° 내지 90°), 예컨대 적어도 0° 그리고 45° 이내(즉, 0° 내지 45°) 또는 적어도 45° 그리고 90° 이내(즉, 45°내지 90°)의 각도로 배향될 수 있다.

광자 검출기 어레이는 선택적으로 렌즈(예를 들어, 텔레센트릭 렌즈)와 결합하여, 아티클의 전체 표면 또는 아티클의 표면의 어떤 미리 결정된 부분과 같은 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들을 검출할 수 있다. 광자 검출기 어레이는, 하나 또는 그보다 많은 타입들의 피처들로부터 산란되는 광자들의 최적 수용(예를 들어, 최소 배경 잡음을 갖는 광자들의 최대 수용)을 위한 거리 및/또는 각도로 배향된 동안, 선택적으로 렌즈(예를 들어, 텔레센트릭 렌즈)와 결합하여 아티클의 전체 표면 또는 아티클의 표면의 어떤 미리 결정된 부분과 같은 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들을 검출할 수 있다. 본 명세서에서 제공되는 바와 같이, 하나 또는 그보다 많은 타입들의 피처들로부터 산란되는 광자들의 최적 수용을 위한 각도는 다수의 산란각들을 각각 갖는 산란 광자들의 수용을 감안할 수 있으며, 산란 광자들은 각각 하나 또는 그보다 많은 타입들의 피처들로부터 산란될 수 있다.

광자들이 전자기 방사 또는 광의 기본 입자들(elementary particles)이라는 것을 이해하게 되면, 광자 검출기 어레이 또는 광 검출기 어레이는, 비교적 넓은 범위의 파장들(예를 들어, 전체 스펙트럼(whole spectrum), 넓은 스펙트럼(broad spectrum), 자외선-가시광(ultraviolet-visible), 가시광(visible), 적외선(infrared) 등), 비교적 좁은 범위의 파장들(예를 들어, UVA, UVB, UVC 등과 같은 자외선의 세분(subdivision); 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 등과 같은 가시광의 세분; 근적외선(near infrared), 중적외선(mid-infrared)과 같은 적외선의 세분; 등), 또는 특정 파장(예를 들어, 단색광(monochromatic))을 포함하는 광; 비교적 넓은 범위의 주파수들(예를 들어, 전체 스펙트럼, 넓은 스펙트럼, 자외선-가시광, 가시광, 적외선 등), 비교적 좁은 범위의 주파수들(예를 들어, UVA, UVB, UVC 등과 같은 자외선의 세분; 레드, 그린, 블루 등과 같은 가시광의 세분; 근적외선, 중적외선과 같은 적외선의 세분; 등), 또는 특정 주파수(예를 들어, 단색광)를 포함하는 광; 편광된(예를 들어, 선형 편광(linear polarization), 원 편광(circular polarization) 등) 광, 부분적으로 편광된 광, 또는 비편광된(nonpolarized) 광; 및/또는 코히런트 광(coherent light)(예를 들어, 레이저)으로부터 넌코히런트 광(noncoherent light)에 이르는(ranging), 상이한 정도(degrees)의 시간적 및/또는 공간적 코히런스를 갖는 광을 검출할 수 있다. 본원에서 논의되는 바와 같이, 광자 검출기 어레이 또는 광 검출기 어레이는, 상기 언급한 특성들(qualities) 중 임의의 특성을 갖는 광을 검출하기 위해 광학 셋업(optical setup)의 하나 또는 둘 이상의 광학 컴포넌트들과 함께 이용될 수 있다.

광자 검출기 어레이는 복수의 픽셀 센서들을 포함할 수 있으며, 이러한 픽셀 센서들 각각은 또한(in turn), 증폭을 위해 구성된 트랜지스터를 포함하는 회로에 커플링된 광자 검출기(예를 들어, 포토다이오드)를 포함할 수 있다. 이러한 픽셀 센서들을 포함하는 광자 검출기 어레이의 피처들은, 저온 동작(예를 들어, -40℃ 까지 내려감), 낮은 전자 노이즈(예를 들어, 2-10 e^- RMS; 1 e^- RMS; < 1 e^- RMS; 등), 넓은 동적 범위(예를 들어, 30,000:1, 8,500:1; 3,000:1; 등), 및/또는 감소된 광자/광 수집 시간을 포함하지만, 이것으로만 제한되지 않는다. 광자 검출기 어레이는 2차원 어레이의 로우들 및 컬럼들로 배열되는 많은 수의 픽셀 센서들(예를 들어, ≥ 1,000,000 또는 ≥ 1M 픽셀 센서들)을 포함할 수 있으며, 각각의 픽셀 센서는 증폭기에 커플링되는 광자 검출기를 포함한다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이는 2차원 어레이의 로우들 및 컬름들로 배열되는 적어도 1M, 2M, 3M, 4M, 5M, 6M, 7M, 8M, 9M, 10M, 또는 그 이상의 픽셀 센서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이는 단지(no more than), 2차원 어레이의 로우들 및 컬럼들로 배열되는 10M, 9M, 8M, 7M, 6M, 5M, 4M, 3M, 2M, 또는 1M의 픽셀 어레이들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 언급한 것의 조합들을 이용하여, 광자 검출기 어레이 내의 픽셀 센서들의 수를 기술(describe)할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이는, 2차원 어레이의 로우들 및 컬럼들로 배열되는 적어도 1M 및 단지(no more than) 10M (예를 들어, 1M 내지 10M) 픽셀 센서들, 이를 테면 적어도 1M 및 단지 8M (예를 들어, 1M 내지 8M) 픽셀 센서들을 포함할 수 있고, 이는 적어도 1M 및 단지 6M (예를 들어, 1M 내지 8M) 픽셀 센서들을 포함하고, 이는 적어도 2M 및 단지 6M (예를 들어, 1M 내지 8M) 픽셀 센서들을 더 포함하고, 이는 적어도 2M 및 단지 5M (예를 들어, 2M 내지 5M) 픽셀 센서들을 더(even further) 포함한다.

아티클들의 표면 피처들의 표면 반사들 및/또는 작은각 산란(small angle scattering)(예를 들어, 4π 산란)으로 인해, 표면 피처들은 사용될 표면 피처들 보다 더 큰 픽셀 센서들을 가능하게 하는 크기로 훨씬 크게 나타날 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이는 그들의 가장 작은 크기가 최소 1μm, 2μm, 3μm, 4μm, 5μm, 6μm, 7μm, 8μm, 9μm, 또는 10μm로 마이크로미터-사이징된(즉, 측정에 따라 μm 단위를 허용함) 픽셀 센서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이는 그들의 가장 작은 크기가 10μm, 9μm, 8μm, 7μm, 6μm, 5μm, 4μm, 3μm, 2μm, 또는 1μm 보다 크지않은 마이크로미터-사이징된 픽셀 센서들을 포함할 수 있다. 전술한 조합들은 또한 광자 검출기 어레이들에서 마이크로미터-사이징된 픽셀 센서들의 치수들을 설명하는데 이용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 광자 검출기 어레이는, 그들의 가장 작은 치수가 최소 1μm 및 최대(no more than) 10μm(예컨대, 1μm 내지 10μm), 예컨대, 최소 1μm 및 최대 7μm(예컨대, 1μm 내지 7μm)(최소 4μm와 최대 10μm(예컨대, 4μm 내지 10μm)를 포함함, 그리고 추가적으로 최소 4μm 및 최대 7μm(예컨대, 4μm 내지 7μm)를 포함함)의 마이크로미터-사이징된 픽셀 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 마이크로미터-사이징된 픽셀 센서들은 아티클들의 표면 피처들을 검출 및/또는 매핑하기 위한 장치에 이용될 수 있는데, 이는 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하는 것을 포함하며, 표면 피처들은 마이크로미터-사이징된 픽셀 센서들보다 100배 이상 더 작다.

전술한 사항의 관점에서, 단일 광자 검출 어레이 또는 복수의 광자 검출기 어레이들은 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 또는 sCMOS(scientific complementary metal-oxide semiconductor)를 각각 포함할 수 있고, 이들 각각은 선택적으로 CMOS 카메라 또는 sCMOS 카메라 각각의 일부일 수 있다. 대안적으로, 단일 광자 검출기 어레이 또는 복수의 광자 검출기 어레이들은, 선택적으로 전하-결합 소자("CCD") 카메라의 일부일 수 있는 CCD를 각각 포함할 수 있다. CCD-기반 광자 검출기 어레이는 CMOS-기반 또는 sCMOS-기반 광자 검출기 어레이보다 느린 기록 속도를 가질 수 있지만, CCD-기반 광자 검출기 어레이는 전자 및/또는 이미지 잡음을 덜 요구하는 애플리케이션들에서 바람직할 수 있다. 전자-증식(electron-multiplying) CCD("EMCCD")를 포함하는 CCD-기반 광자 검출기 어레이는 또한 낮은-조도(low-light) 컨디션들을 갖는 특정 애플리케이션들에서 바람직할 수 있다. 게다가, 복수의 광자 검출기 어레이들이 각각의 유형의 기술을 채용하는 것으로부터 이점을 얻는 애플리케이션들에서 수많은 CMOS/sCMOS-기반 광자 검출기 어레이들 및 CCD-기반 광자-검출기 어레이들 중 임의의 조합을 포함할 수 있기 때문에, 복수의 광자 검출기 어레이들은 CMOS/sCMOS-기반 광자 검출기 어레이들 또는 CCD-기반 광자-검출기 어레이들 중 하나의 조합들로 제한되지 않는다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, CMOS/sCMOS-기반 광자 검출기 어레이는 CMOS/sCMOS-기반 광자 검출기 어레이에 대한 충분한 빛을 갖는 특정 애플리케이션들에서 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 검출하는데 이용될 수 있는 한편, CCD/EMCCD-기반 광자 검출기 어레이는 CMOS/sCMOS-기반 광자 검출 어레이에 대해 너무 약간 빛을 갖는 특정 애플리케이션들에서 아티클들의 표면 피처들로부터 산란된 광자들을 검출하는데 이용될 수 있다.

도 4는 아티클의 표면 피처들의 검출을 위한 개략도를 제공하며, 이는 광학적 셋업 및 광자 검출기 어레이를 포함하는 장치의 확대, 단면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 아티클(150)은 표면(152) 및 최소 표면 피처(154)를 포함한다. 광자들은 표면 피처(154)에 의해 산란될 수 있고, 광자 검출기 어레이(130)에 결합된 광학적 셋업(120)을 포함하는 조합에 의해 수집 및 검출되며, 여기서 조합은 하나 또는 그 초과의 유형들의 피처들로부터 산란된 광자들의 최적의 수용치(예컨대, 최소 배경 잡음을 갖는 광자들의 최대 허용치)에 대한 거리 및/또는 각도에 위치될 수 있다. 텔레센트릭(telecentric) 렌즈를 포함할 수 있는 광학적 셋업(120)은 표면 피처(154)에서 산란된 광자들을 광자 검출기 어레이(130)의 하나 또는 그 초과의 픽셀 센서들로 포커싱 및 수집할 수 있으며, 여기서 하나 또는 그 초과의 픽셀 센서들은 증폭기에 결합된 광자 검출기(예컨대, CMOS/sCMOS-기반 광자 검출기 어레이; EMCCD-기반 광자 검출기 어레이 등)를 각각 포함할 수 있다. 아티클의 표면의 특정한 고정 영역 및 아티클의 표면 피처들의 맵 내에서의 픽셀에 각각 대응하는 하나 또는 그 초과의 픽셀 센서들(132)은, 도 6에 제공된 표면 피처들의 맵의 클로즈-업 이미지이며, 다음으로, 도 5에 제공된 표면 피처들의 맵의 클로즈-업 이미지인, 예컨대, 도 7a에 도시된 것과 같은 표면 피처(154)의 위치를 매핑 또는 그렇지 않으면 결정하기 위한 컴퓨터 또는 등가 디바이스에 하나 또는 그 초과의 신호들을 제공할 수 있다. 후속하여, 컴퓨터 또는 등가 디바이스는 도 7b에 도시된 바와 같이 표면 피처(154)를 추가로 매핑하기 위한 픽셀 보간을 이용할 수 있다.

아티클의 타입, 표면 피처(예컨대, 입자, 얼룩, 스크래치, 틈(void) 등)들의 타입 등을 포함할 수 있는 요인들에 의존하여, 아티클(예컨대, BPM 의 자기 섬들)들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구분하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들의 검출 및/또는 맵핑을 위해 더 많은 광자들을 검출하기 위해 단일 광자 검출기 어레이 또는 복수의 광자 검출기 어레이들의 검출 시간을 증가시키는 것이 때때로 바람직할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 예컨대 단일 광자 검출기 어레이 또는 복수의 광자 검출기 어레이들의 검출 시간은 더 많은 광자들을 검출하기 위해 증가될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 전자 증배 EMCCD 를 포함하는 CCD 계 광자 검출기가 더 많은 광자들을 더 검출하기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로는, 또는 추가로, 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구분하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하기 위해 산란된 광자들의 증가를 제공하기 위해 단일 광자 방출기 또는 복수의 광자 방출기들로부터 방출되는 광자들(예컨대, 광자 에너지)의 개수를 증가시키는 것이 바람직할 수 있다. 광자 에너지의 이러한 증가는 증가된 광자 파워 또는 광자 플럭스에 대한 단위 시간에 관한 것이거나, 또는 증가된 광자 플럭스 밀도에 대한 단위 영역에 관한 것일 수 있다. 광자 에너지 또는 검출 시간의 증가 중 하나 또는 양쪽에 대안적으로, 또는 광자 에너지 및 검출 시간의 증가에 추가로, 하나 또는 그 초과의 광자 방출기들로부터의 벗어난 빛을 포함하는 배경 소음, 배경 빛, 및/또는 배경 형광을 최소화하는 것이 때때로 바람직하다.

장치는 서버들, 워크스테이션들, 데스크탑 컴퓨터들, 넷탑들, 랩탑들, 넷북들, 및 태블릿들 그리고 스마트폰들과 같은 모바일 기기들을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 하나 또는 그 초과의 컴퓨터들 또는 등가 기기들(예컨대 연산 및 논리 작업들을 실행하기 위해 작동 가능한 주(primary) 메모리 및/또는 보조 메모리 그리고 하나 또는 그 초과의 처리 요소들을 포함하는 기기들)을 더 포함할 수 있으며, 컴퓨터들 또는 등가 기기들은 응용 주문형 집적 회로들("ASIC"들), 필드 프로그램 가능 게이트 어레이들("FPGA"들)을 가질 수 있다. 컴퓨터들 또는 등가 기기들은 장치가 검사를 위해 각각의 아티클을 장치로 운반하고; 선택적으로는 각각의(piecewise) 검사를 위해 아티클의 점진적 회전을 포함하는, 검사를 위해 각각의 아티클을 위치시키고; 검사를 위한 각각의 아티클의 위치를 유지 또는 그렇지 않으면 지속하고; 예컨대 기계적 액추에이터를 사용하여 광학 구성요소들을 광학 셋업으로 삽입하고; 검사를 위해 광학 구성요소들을 위치시키고; 광학 구성요소들(예컨대 초점 렌즈들)을 조절 및/또는 광학 구성요소들(예컨대 피에조전기계 파장 필터들; 피에조전기계 극화 필터들 등)을 조정하고; 광학 셋업으로부터 광학 구성요소들을 제거하고; 각각의 광자 방출기를 검사를 위한 위치로 이동시키고, 이때 검사를 위한 위치는 하나 또는 그 초과의 타입들에 대하여 최적화된 광자 방출기 - 아티클 거리 및/또는 각도(예컨대 엿보기 각도)를 포함할 수 있음; 각각의 광자 방출기를 on 그리고 off 로, 또는 그렇지 않으면 광자들을 방출하는 그리고 광자들을 방출하지 않는 모드들 사이에서 스위치시키고; 각각의 광자 검출기 어레이를 검사를 위한 위치로 이동시키고, 이때 검사를 위한 위치는 하나 또는 그 초과의 타입들에 대하여 최적화된 광자 방출기 - 아티클 거리 및/또는 각도(예컨대 산란 각도)를 포함할 수 있음; 각각의 광자 방출기를 on 그리고 off 로, 또는 그렇지 않으면 광자들을 검출하는 그리고 광자들을 검출하지 않는 모드들 사이에서 스위치시키고; 광자 방출 - 광자 검출 계획에 따라 각각의 광자 방출기를 각각의 광자 검출기와 동기화시키고; 선택적으로는 표면 피처들의 위치에 대한 더 나은 정확도(예컨대 픽셀 크기보다 10 배 더 양호)를 위한 픽셀 보간법을 포함하는, 산란된 광자들로부터의 광자 검출기 어레이 신호들을 처리하고; 광자 검출기 어레이 신호들 또는 처리된 광자 검출기 어레이 신호들(예컨대 광자 산란 세기 분산들)로부터 아티클의 표면 피처들의 위치를 맵핑 또는 그렇지 않으면 결정하고; 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구분하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들을 양적으로 및/또는 질적으로 특징짓고; 아티클들의 표면 피처들의 목록을 작성하고; 그리고 아티클들의 표면 피처들에 대한 트렌드들을 결정하기 위해 작동 가능하게 하지만 이에 제한되지 않게 하는 명령들을 위한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 더 포함할 수 있다.

장치는, 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터의 아티클들의 포린(foreign) 표면 피처들(예컨대, BPM의 자기 섬(magnetic island)들)을 구별하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들의 검출 및/또는 맵핑을 위해 구성될 수 있는데, 여기서, 표면 피처들은 나노미터 크기(즉, 측정시 nm 단위들의 허용)이거나 이들의 가장 작은 치수(예컨대, 표면 피처들에 의존하는 길이, 폭, 높이 또는 깊이)보다 더 작으며, 표면 피처들은 장치의 광자 이미터(photon emitter)로부터 방출되는 광자들의 파장보다 더 작을 수 있다. 그러나, 장치가 아티클들의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들의 검출 및/또는 맵핑을 위해 구성될 수 있는데, 여기서, 표면 피처들은 마이크로미터 크기(즉, 측정시 ㎛ 단위들의 허용) 또는 이보다 클 수 있기 때문에, 장치는 나노미터 크기 또는 더 작은 크기의 아티클들의 표면 피처들로 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치가 아티클들의 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있는데, 여기서 표면 피처들은 이들의 가장 작은 크기인 500 nm, 250 nm, 200 nm, 150 nm, 125 nm, 110 nm, 100 nm, 90 nm, 80 nm, 70 nm, 60 nm, 50 nm, 40 nm, 30 nm, 20 nm, 10 nm, 또는 1 nm (10Å) 보다 더 작으며, 또는 예컨대, 아티클들의 표면 피처들과 같은 이들의 가장 작은 치수인 9Å, 8Å, 7Å, 6Å, 5Å, 4Å, 3Å, 2Å, 또는 1Å 보다 더 작다. 전술한 관점에서, 그리고 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치는 아티클들의 표면 피처들로부터 아티클들의 포린 표면 피처들을 구별하는 것을 포함하는, 아티클들의 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있으며, 여기서 표면 피처들은 0.1 nm 내지 1000 nm, 예컨대 0.1 nm 내지 500 nm 이며, 0.1 nm 내지 250 nm을 포함하며, 그리고 0.1 nm 내지 100 nm을 더 포함하고, 심지어 0.1 nm 내지 80 nm을 더 포함한다.

장치는 입자(particle)들이 나노미터 크기(즉, 측정시 nm 단위들로 허용) 또는 이들의 가장 작은 치수(예컨대, 길이, 폭 또는 높이)보다 더 작은 입자 오염을 포함하는 표면 및/또는 서브 표면 결함들을 포함하는, 아티클들의 포린 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치는 그들의 가장 작은 치수가 125 nm 보다 작은, 예컨대 100 nm 보다 작으며, 80 nm 보다 작은 것을 포함하고, 심지어 10 nm 보다 작은 것을 또한 포함하는 표면 및/또는 서브 표면 입자들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. (예컨대, 표면으로부터의) 높이가 10 nm 보다 큰 입자들이 하드 디스크 드라이브의 하드 디스크와 판독-기록(read-write) 헤드 사이의 스페이싱(spacing)을 붕괴(corrupt)시킬 수 있기 때문에, 높이가 10 nm의 레벨보다 낮은 표면 및/또는 서브 표면 입자들을 검출 및/또는 맵핑하는 것이, 하드 디스크 드라이브들의 하드 디스크들에 대해 중요하다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치는 높이가 4 nm 와 같거나 이보다 더 작은 표면 및/또는 서브 표면 입자들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다.

장치는 그들의 가장 작은 치수(예컨대, 길이, 폭 또는 깊이)가 마이크로미터 크기(즉, 측정시 ㎛ 단위들을 허용)또는 그보다 작으며, 예컨대, 나노미터 크기(즉, 측정시 nm 단위들을 허용)또는 그보다 작으며, 예컨대 옹스토롬 크기(즉, 측정시 Å단위들을 허용)또는 그보다 작은 스크래치(예컨대, 원주방향(circumferential) 스크래치들)를 포함하는 표면 및/또는 서브 표면 결함들을 갖는 아티클들의 포린 표면 피처들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 마이크로미터 크기의 스크래치들에 관하여, 장치는 예컨대, 길이가 1 ㎛ 내지 1000 ㎛인 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있으며, 이들 스크래치들은 장치의 광자 이미터로부터 방출되는 광자들의 파장보다 상당히 더 길 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치는 스크래치 길이가, 1000 ㎛ 보다 작고, 예컨대 500 ㎛ 보다 작으며, 250 ㎛ 보다 작은 것을 포함하고, 100 ㎛ 보다 작은 것을 또한 포함하며, 심지어 50 ㎛보다 더 작은 것을 포함하는 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 나노미터 크기의 스크래치들에 관하여, 장치는 예컨대, 스크래치 폭이 1 nm 내지 500 nm인 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치는 스크래치 폭이, 500 nm 보다 작고, 예컨대 250 nm 보다 작으며, 100 nm 보다 작은 것을 포함하고, 50 nm 보다 작은 것을 또한 포함하며, 심지어 15 nm보다 더 작은 것을 포함하는 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 놀랍게도, 공간적 코히어런스(spatial coherence)의 고 레벨로 인해, 장치는, 스크래치 깊이에 대하여 옹스트롬 크기의 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 장치는 스크래치 깊이가, 50Å 보다 작고, 예컨대 25Å 보다 작으며, 10Å 보다 작은 것을 포함하고, 5Å 보다 작은 것을 또한 포함하며, 심지어 1Å보다 더 작은 것(예컨대, 0.5Å)을 포함하는 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 장치는 길이가 500㎛ 보다 작으며, 폭이 100 nm 보다 작고, 그리고 깊이가 50Å 보다 작은 스크래치들을 검출 및/또는 맵핑하도록 구성될 수 있다.

장치는 물품(article)의 표면 상의 피처(예를 들어 도 7a(상부) 및 도 7b(상부))의 위치를 정확하게 및/또는 정밀하게 맵핑(map)하도록 또는 그렇지 않으면 결정하도록 작동 가능할 수 있다. 정확도에 대해서, 장치는 물품의 표면 상의 피처의 위치를 마이크로미터-크기의(즉, 측정된 바와 같이 ㎛단위들의 여지의) 반경 내에서 또는 더 나은 범위에서 맵핑하도록 또는 그렇지 않으면 결정하도록 작동 가능할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 장치는 물품의 표면 상의 피처의 위치를 100㎛, 90㎛, 80㎛, 70㎛, 60㎛, 50㎛, 40㎛, 30㎛, 20㎛, 10㎛, 9㎛, 8㎛, 7㎛, 6㎛, 5㎛, 4㎛, 3㎛, 2㎛, 또는 1㎛의 반경 내에서 또는 더 나은 범위에서 정확하게 맵핑하도록 또는 그렇지 않으면 결정하도록 작동 가능할 수 있다. 또한 전술한 것의 조합들은 장치가 물품의 표면 상의 피처의 위치를 맵핑하거나 또는 그렇지 않으면 결정하는데 사용되는 정확도를 설명하는데 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 장치는 물품의 표면 상의 피처의 위치를 1㎛ 내지 100㎛ 의 범위의, 예를 들어, 1㎛ 내지 30㎛ 의 범위를 포함하여, 그리고 5㎛ 내지 10㎛ 의 범위를 더 포함하여 1㎛ 내지 50㎛ 범위의 반경 내에서 정확하게 맵핑하도록 또는 그렇지 않으면 결정하도록 작동 가능할 수 있다.

물품의 표면 상의 피처의 위치를 정확하게 및/또는 정밀하게 맵핑하거나 그렇지 않으면 결정하는 것에 덧붙여, 장치는 물품의 표면 상의 피처의 광자 산란 강도 분포(예를 들어 도 7a(하부) 및 도 7b(하부))를 정확하게 및/또는 정밀하게 결정하도록 동작 가능할 수 있다. 그러한 광자 산란 강도 분포는 물품의 표면 피처를 양적으로 및 질적으로 모두 특징짓는데 사용될 수 있다.

물품의 표면 피처의 양적 특징에 대해서, 광자 산란 강도 분포의 수학적 적분은 물품의 표면 피처의 크기(예를 들어, 용적)를 제공한다. 물품의 표면 피처의 양적 특징은 본원에 설명된 바와 같이 물품 상의 표면 피처 위치의 결정을 더 포함할 수 있다. 양적 특징은 심지어 각 물품당 표면 피처들의 전체 갯수, 또는 각 물품당 단위 면적당 표면 피처들의 갯수뿐만 아니라 물품 상의 표면 피처의 각각의 유형의 갯수를 더 포함할 수 있다. 그러한 특징 정보는 복수의 물품들에 걸쳐서 카테고리화될 수 있고 그러한 피처들이 물품의 성능을 저하시킬 수 있는 표면 및/또는 서브표면 결함들을 포함하도록 제조 동향을 수정하는데 사용될 수 있다.

물품의 표면 피처의 질적 특징에 대해서, 질적 특징은 물품의 표면 피처(예를 들어, 입자, 스테인, 스크래치, 보이드 등)의 유형의 결정을 포함할 수 있고, 이러한 결정은 광자 산란 강도 분포들의 분석에 의해 영향받을 수 있지만 이에 제한되는 것은 아니다. 질적 특징은 예를 들어, 시간적 및/또는 공간적 일관성의 상이한 정도로 비일관되게 또는 일관되게 산란하는 광자들에 기초하여, 포린 표면 피처들과 네이티브 표면 피처들 사이를 판별하는 것을 더 포함할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 초점 평면들에서 상이하게 포커싱하는 것 또는 하나 또는 둘 이상의 광학 판별 디바이스들을 사용하는 것은 정보, 정보의 일부를 제공할 수 있거나 그렇지 않으면 본원에 설명된 상이한 맵들, 예를 들어 도 1a 및 도 1b 의 상이한 표면 피처들 맵들(160A 및 160B/160B')을 생산하는데 통합될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 물품의 하나 또는 둘 이상의 표면 피처들의 질적 특징은 제 2 초점 평면으로부터의 광자-산란 정보를 이용하여 제 1 초점 평면으로부터의 광자-산란 정보를 대비시키는 것 또는 제 2 초점 평면으로부터의 광자-산란 정보로부터 생산된 표면 피처들 맵을 이용하여 제 1 초점 평면으로부터의 광자-산란 정보로부터 생산된 표면 피처들 맵을 대비시키는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 예를 들어, 물품의 하나 또는 둘 이상의 표면 피처들의 질적 특징은 하나 또는 둘 이상의 광학 판별 디바이스들을 사용하여 광자-산란 정보로 광학 판별 디바이스(예를 들어, 광학 판별 필터)의 사실상의 부재시의 광자-산란 정보를 대비시키는 것 또는 하나 또는 둘 이상의 광학 판별 디바이스들을 사용하여 생산된 제 2 표면 피처들 맵(또는 복수의 표면 피처들 맵들)으로 광학 판별 디바이스의 사실상의 부재시의 생산된 제 1 표면 피처들 맵을 대비시키는 것을 포함할 수 있다. 양적 특징 정보에 따라서, 그러한 질적 특징 정보는 복수의 물품들에 걸쳐서 카테고리화될 수 있고 그러한 피처들이 물품의 성능을 저하시킬 수 있는 표면 및/또는 서브표면 결함들을 포함하도록 제조 동향을 수정하는데 사용될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 장치는 아티클들 또는 이의 워크피스들이 생산되는 속도보다 더 크거나 이 속도에 비례하는 속도로 아티클을 프로세싱하거나 검사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 초당 적어도 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 또는 20 개의 아티클(들)의 속도로 아티클들을 프로세싱 또는 검사하도록 구성될 수 있으며, 이 속도는 아티클들 또는 이의 워크피스들이 생산되는 속도에 비례한다. 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 초당 20, 18, 16, 14, 12, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1 개 미만의 아티클(들)의 속도로 아티클들을 프로세싱 또는 검사될 수 있으며, 이 속도는 아티클들 또는 이의 워크피스들이 생산되는 속도에 비례한다. 전술된 것의 조합들은 또한 아티클들 또는 이의 워크피스들이 상기 장치에 의해 프로세싱되고 검사되는 속도를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들면, 상기 장치는 초당 적어도 1 개 및 20 개 이하의 아티클들(예를 들면, 초당 1 내지 20 개의 아티클들), 예를 들면, 초당 적어도 1 개 및 5 개 이하의 아티클들(예를 들면, 초당 1 내지 5 개의 아티클들)을 포함하여, 초당 적어도 1 개 및 10 개 이하의 아티클들(예를 들면, 초당 1 내지 10 개의 아티클들)을 프로세싱하거나 검사하도록 구성될 수 있다. 아티클들 또는 이의 워크피스들이 생산되는 속도보다 크거나 이 속도에 비례하는 속도로 프로세싱하거나 검사하는 아티클들은 광자 이미터들 및/또는 프로세싱 또는 검사 동안 (예를 들면 스캐닝을 위해)이동될 것이 필요한 아티클들을 포함하는(그러나 이에 제한되지 않음) 본 명세서에서 설명된 장치의 다수의 피처들에 종속(a function of)된다. 예를 들면, 하드 디스크 드라이브의 하드 디스크와 같은 아티클은 처리 또는 검사 동안 회전될 것이 필요하지 않다. 이와 같이, 상기 장치는 아티클의 표면상으로 양자들을 방출하면서 아티클을 정지 상태로 유지하도록 구성될 수 있다.

본 명세서에서 설명된 장치는 완전히 자동화될 수 있고 초고속 모드, 울트라센서티브 모드, 및 울트라센서티브 플러스 모드를 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 상이한 모드들로 기능할 수 있다. 초고속 모드에 대해, 상기 장치는 다른 광학 표면 분석기들(예를 들면, KLA-Tencor Candela CS10 또는 CS20)보다 적어도 200 배 더 빠르게 작동할 수 있고, 입자들을 포함하는 결함들과 같은 표면 피처들을 적어도 100 nm에 이르기까지 검출할 수 있고, 스크래치들(예를 들면 나노미터-크기의 스크래치들)을 포함하는 결함들과 같은 표면 피처들을 부분적으로 검출할 수 있고, 거칠기의 측정치들을 제공할 수 있다. 울트라센서티브 모드에 대해, 상기 장치는 다른 광학 표면 분석기들보다 적어도 50 배 더 빠르게 작동할 수 있고 입자들을 포함하는 결함들과 같은 표면 피처들을 적어도 30 nm에 이르기까지 검출할 수 있고, 거칠기의 측정치들을 제공할 수 있다. 울트라센서티브 플러스 모드에 대해, 상기 장치는 다른 광학 표면 분석기들보다 적어도 20 배 더 빠르게 작동될 수 있고, 입자들을 포함하는 결함들과 같은 표면 피처들을 적어도 30 nm에 이르기까지 검출할 수 있고, 스크래치들(예를 들면, 나노-스크래치들)을 포함하는 결함들과 같은 표면 피처들을 완전히 검출할 수 있고 거칠기의 측정치들을 제공할 수 있다.

이로써, 본 명세서에는, 제 1 세트의 광자들 및 제 2 세트의 광자들을 아티클(article)의 표면상에 순차적으로 방출(emitting)하도록 구성된 광자 방출기(photon emitter); 광자 검출기 어레이(photon detector array); 및 제 1 초점 평면(focal plane)에 포커싱된 아티클의 표면 피처들(surface features)로부터 산란되는 제 1 세트의 광자들 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 2 세트의 광자들에 해당하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성된 프로세싱 수단을 포함하는 장치가 제공되며, 여기서 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브(native) 표면 피처들로부터 아티클의 포린(foreign) 표면 피처들을 구분하도록 추가로 구성된다. 일부 실시예들에서, 이 장치는, 제 1 초점 평면에서 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 1 세트의 광자들 그리고 제 2 초점 평면에서 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 2 세트의 광자들을 포커싱하도록 구성된, 광자 검출기 어레이에 커플링된 텔리센트릭 렌즈(telecentric lens)를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 초점 평면은 아티클의 표면과 일치(coincident)하고, 제 2 초점 평면은 제 1 초점 평면 위로 높이 z에 있다. 일부 실시예들에서, 높이 z는 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 간격(spacing), 제 2 세트의 광자들에 대한 파장, 또는 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 및 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 간격 양자 모두의 함수이다. 일부 실시예들에서, 제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 1 세트의 광자들에 해당하는 광자-검출기-어레이 신호들은 아티클의 포린 표면 피처들 및 아티클의 네이티브 표면 피처들 양자 모두에 대한 위치 정보(positional information)를 제공하며, 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는제 2 세트의 광자들에 해당하는 광자-검출기-어레이 신호들은 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 위치 정보를 제공한다. 일부 실시예들에서, 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구분하는 것은, 제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 1 세트의 광자들에 해당하는 광자-검출기-어레이 신호들을 아티클의 포린 표면 피처들에 대한 위치 정보를 결정하기 위해 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 2 세트의 광자들에 해당하는 광자-검출기-어레이 신호들과 대조(contrasting)하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 1 세트의 광자들 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 제 2 세트의 광자들에 해당하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하는 것은, 각각, 제 1 표면 피처들 맵 및 제 2 표면 피처들 맵을 생성하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 표면 피처들 맵은 아티클의 네이티브 표면 피처들 및 아티클의 포린 표면 피처들 양자 모두에 대한 위치 정보를 제공하며, 제 2 표면 피처들 맵은 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 위치 정보를 제공하며, 그리고 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구분하는 것은, 아티클의 포린 표면 피처들에 대한 위치 정보를 결정하기 위해 제 1 표면 피처들 맵을 제 2 표면 피처들 맵과 대조하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구분하도록 동작가능한 하나 또는 그 초과의 컴퓨터들 또는 등가 디바이스들을 포함하며, 여기서 아티클의 포린 표면 피처들은 오염물 및/또는 결함들을 포함하며, 아티클의 네이티브 표면 피처들은 비트-패턴 매체(it-patterned media)에 대한 마그네틱 섬들(magnetic islands)을 포함한다.

또한, 제 1 세트의 광자(photon)들 및 제 2 세트의 광자들을 아티클의 표면 상으로 연속적으로 발광하도록 구성되는 광자 이미터(photon emitter); 렌즈-및-광자-검출기-어레이 조합; 및 제 1 초점 평면에 초점된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 제 1 세트의 광자들 및 제 2 초점 평면에 초점된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 제 2 세트의 광자들에 대응하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 수단을 포함하는 장치가 제공되고, 여기서, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브(native) 표면 피처들과 아티클의 포린(foregin) 표면 피처들을 구별하도록 추가로 구성된다. 일부 실시예들에서, 제 1 초점 평면은 아티클의 표면과 일치하고, 제 2 초점 평면은 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있다. 일부 실시예들에서, 높이 z는 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 간격, 제 2 세트의 광자들에 대한 파장, 또는 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 간격 및 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 둘 다의 함수이다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브 표면 피처와 아티클의 포린 표면 피처들을 구분하도록 동작가능한 하나 또는 둘 이상의 컴퓨터들 또는 동등한 디바이스들을 포함하고, 여기서, 아티클의 포린 표면 피처들은 오염(contamination) 및/또는 결점(defect)들을 포함하고, 여기서, 아티클의 네이티브 표면 피처들은 비트-패턴드 미디어(bit-patterned media)에 대한 자기 아일랜드(magnetic island)들을 포함한다.

광자 검출기 어레이; 및 제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 1 세트 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 2 세트에 대응하는 광자-검출-어레이 신호들을 프로세싱하기 위하여 구성된 프로세싱 수단을 포함하는 장치가 또한 여기에서 제공되며, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하기 위하여 추가로 구성된다. 일부 실시예들에서, 장치는 제 1 초점 평면의 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 1 세트 및 제 2 초점 평면의 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 2 세트를 포커싱하기 위하여 구성된 광자 검출기 어레이에 커플링된 텔레센트릭 렌즈를 추가로 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 초점 평면은 아티클의 표면과 일치하며, 제 2 초점 평면은 제 1 초점 평면 위에서 높이 z에 있다. 일부 실시예들에서, 높이 z은 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 공간, 광자들의 제 2 세트에 대한 파장, 또는 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 공간 및 광자들의 제 2 세트에 대한 파장 모두에 대한 함수이다. 일부 실시예들에서, 제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 1 세트 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란된 광자들의 제 2 세트에 대응하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하는 것은 각각 제 1 표면 피처들 맵 및 제 2 표면 피처들 맵을 생성하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 표면 피처들 맵은 아티클의 포린 표면 피처들 및 아티클의 네이티브 표면 피처들 모두에 대한 위치 정보를 제공하며, 제 2 표면 피처들 맵은 아티클의 네이티브 표면 피처들에 대한 위치 정보를 제공하며, 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하는 것은 아티클의 포린 표면 피처들에 대한 위치 정보를 결정하기 위하여 제 2 표면 피처들 맵과 제 1 표면 피처들 맵을 대조하는 것을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세싱 수단은 아티클의 네이티브 표면 피처들로부터 아티클의 포린 표면 피처들을 구별하도록 동작가능한 하나 이상의 컴퓨터들 또는 균등 디바이스들을 포함하며, 아티클의 포린 표면 피처들은 오염물 및/또는 결함들을 포함하며, 아티클의 네이티브 표면 피처들은 비트-패터닝된 매체에 대한 자기 섬들을 포함한다.

일부 특정 실시예들이 여기에서 설명되고 그리고/또는 예시되었고 이들 특정 실시예들이 상당히 상세히 설명되고 그리고/또는 예시되었을지라도, 출원인은 이들 특정 실시예들이 여기에서 제시된 개념들을 제한하는 것으로 의도하지 않는다. 추가 개조들 및/또는 수정들은 당업자에게 용이하게 명백할 수 있으며, 보다 넓은 양상들에서 이들 개조들 및/또는 수정들이 또한 포함될 수 있다. 따라서, 여기에서 제시된 개념들의 범위로부터 벗어나지 않고 앞의 실시예들이 변형될 수 있으며, 이 범위는 적절하게 해석될때 단지 이하의 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

1. 장치로서,
   제 1 세트의 광자들 및 제 2 세트의 광자들을 아티클의 표면으로 순차적으로 방사하도록 구성되는 광자 방사기;
   광자 검출기 어레이; 및
   제 1 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 1 세트 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 2 세트에 대응하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 수단을 포함하며,
   상기 프로세싱 수단은 상기 아티클의 포린 표면 피처들과 상기 아티클의 네이티브 표면 피처들을 구별하도록 추가로 구성되는, 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 초점 평면의 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 1 세트의 광자들 및 상기 제 2 초점 평면의 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 2 세트의 광자들를 포키싱하도록 구성되는 상기 광자 검출기 어레이에 커플링된 텔레센트릭 렌즈를 더 포함하는, 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 초점 평면은 상기 아티클의 표면과 일치하고, 상기 제 2 초점 평면은 상기 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있는, 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 초점 평면은 상기 아티클의 상기 표면과 일치하고, 상기 제 2 초점 평면은 상기 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있으며, 상기 높이 z는 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 공간, 상기 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 또는 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 공간 및 상기 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 모두의 함수인, 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 1 세트의 광자들에 대응하는 상기 광자-검출기-어레이 신호들은 상기 아티클의 포린 표면 피처들 및 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들 모두에 대한 위치 정보를 제공하며,
   상기 제 2 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 2 세트의 광자들에 대응하는 상기 광자-검출기-어레이 신호들은 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들 모두에 대한 위치 정보를 제공하는, 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들과 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들을 구별하는 것은, 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들에 대한 위치 정보를 결정하기 위해, 상기 제 1 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 1 세트의 광자들에 대응하는 상기 광자-검출기-어레이 신호들을 상기 제 2 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 2 세트의 광자들에 대응하는 상기 광자-검출기-어레이 신호들과 대비시키는 것을 포함하는, 장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 1 세트의 광자들 및 상기 제 2 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 2 세트의 광자들에 대응하는 상기 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하는 것은, 제 1 표면 피처 맵 및 제 2 표면 피처 맵을 각각 생성하는 것을 포함하는, 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 표면 피처 맵은 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들 및 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들 모두에 대한 위치 정보를 제공하며, 상기 제 2 표면 피처 맵은 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 위치 정보를 제공하며,
   상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들을 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들과 구별하는 것은, 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들에 대한 위치 정보를 결정하기 위해, 상기 제 1 표면 피처 맵과 상기 제 2 표면 피처맵을 대비하는 것을 포함하는, 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프로세싱 수단은 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들을 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들과 구별하도록 동작가능한 하나 또는 그 초과의 컴퓨터들 또는 등가의 디바이스들을 포함하며,
   상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들은 오염 및/또는 결함들을 포함하며, 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들은 비트-패터닝된 매체에 대한 자기 섬(magnetic island)들을 포함하는, 장치.
10. 장치로서,
    제 1 세트의 광자들 및 제 2 세트의 광자들을 아티클의 표면으로 순차적으로 방사하도록 구성되는 광자 방사기;
    렌즈 및 광자 검출기 어레이 조합; 및
    제 1 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 1 세트 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 2 세트에 대응하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 수단을 포함하며,
    상기 프로세싱 수단은 상기 아티클의 포린 표면 피처들과 상기 아티클의 네이티브 표면 피처들을 구별하도록 추가로 구성되는, 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 초점 평면은 상기 아티클의 표면과 일치하고, 상기 제 2 초점 평면은 상기 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있는, 장치.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 초점 평면은 상기 아티클의 상기 표면과 일치하고, 상기 제 2 초점 평면은 상기 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있으며, 상기 높이 z는 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 공간, 상기 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 또는 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 공간 및 상기 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 모두의 함수인, 장치.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 수단은 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들을 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들과 구별하도록 동작가능한 하나 또는 그 초과의 컴퓨터들 또는 등가의 디바이스들을 포함하며,
    상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들은 오염 및/또는 결함들을 포함하며, 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들은 비트-패터닝된 매체에 대한 자기 섬(magnetic island)들을 포함하는, 장치.
14. 장치로서,
    광자 검출기 어레이; 및
    제 1 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 1 세트 및 제 2 초점 평면에 포커싱된 아티클의 표면 피처들로부터 산란되는 광자들의 제 2 세트에 대응하는 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 프로세싱 수단을 포함하며,
    상기 프로세싱 수단은 상기 아티클의 포린 표면 피처들과 상기 아티클의 네이티브 표면 피처들을 구별하도록 추가로 구성되는, 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 초점 평면의 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 1 세트의 광자들 및 상기 제 2 초점 평면의 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 2 세트의 광자들를 포키싱하도록 구성되는 상기 광자 검출기 어레이에 커플링된 텔레센트릭 렌즈를 더 포함하는, 장치.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 초점 평면은 상기 아티클의 표면과 일치하고, 상기 제 2 초점 평면은 상기 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있는, 장치.
17. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 초점 평면은 상기 아티클의 상기 표면과 일치하고, 상기 제 2 초점 평면은 상기 제 1 초점 평면 위의 높이 z에 있으며, 상기 높이 z는 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 공간, 상기 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 또는 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 공간 및 상기 제 2 세트의 광자들에 대한 파장 모두의 함수인, 장치.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 1 세트의 광자들 및 상기 제 2 초점 평면에 포커싱된 상기 아티클의 상기 표면 피처들로부터 산란된 상기 제 2 세트의 광자들에 대응하는 상기 광자-검출기-어레이 신호들을 프로세싱하는 것은, 제 1 표면 피처 맵 및 제 2 표면 피처 맵을 각각 생성하는 것을 포함하는, 장치.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 표면 피처 맵은 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들 및 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들 모두에 대한 위치 정보를 제공하며, 상기 제 2 표면 피처 맵은 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들에 대한 위치 정보를 제공하며,
    상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들을 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들과 구별하는 것은, 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들에 대한 위치 정보를 결정하기 위해, 상기 제 1 표면 피처 맵과 상기 제 2 표면 피처맵을 대비하는 것을 포함하는, 장치.
20. 제 14 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱 수단은 상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들을 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들과 구별하도록 동작가능한 하나 또는 그 초과의 컴퓨터들 또는 등가의 디바이스들을 포함하며,
    상기 아티클의 상기 포린 표면 피처들은 오염 및/또는 결함들을 포함하며, 상기 아티클의 상기 네이티브 표면 피처들은 비트-패터닝된 매체에 대한 자기 섬(magnetic island)들을 포함하는, 장치.

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