KR20150090180A - 동공 결상 산란율 측정을 위한 아포다이제이션 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동공 결상 산란율 측정을 위한 각종 아포다이제이션 방식에 관한 것이다. 일부 실시형태에 있어서, 시스템은 조명 경로의 동공면에 배치된 아포다이저를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 시스템은 아포다이즈된 조명의 적어도 일부에 의해 샘플의 표면을 주사하도록 구성된 조명 스캐너를 또한 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 시스템은 사극자 조명 함수를 제공하도록 구성된 아포다이즈된 동공을 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 시스템은 아포다이즈된 수집 시야 조리개를 또한 포함한다. 여기에서 설명된 각종 실시형태는 소정의 장점을 달성하도록 결합될 수 있다.

Description

동공 결상 산란율 측정을 위한 아포다이제이션{APODIZATION FOR PUPIL IMAGING SCATTEROMETRY}
우선권
본 출원은 앤디 힐(Andy Hill) 등에 의해 "동공 결상 산란율 측정 계측을 위한 아포다이제이션"의 명칭으로 2012년 11월 27일자 출원되고, 현재 공동 계류중이거나 또는 현재 공동 계류중인 출원이 출원일자의 이익을 취하는 출원인 미국 가특허 출원 제61/730,383호를 우선권 주장한다. 상기 가특허 출원은 여기에서의 인용에 의해 그 전부가 본원에 통합된다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 광학 계측 분야에 관한 것으로, 특히 광학 계측 시스템의 아포다이제이션(apodization)에 관한 것이다.
광학 계측은 가끔 반도체 제조 중에 소자 또는 테스트 특징의 광학적 및/또는 구조적 특성을 측정하기 위해 활용된다. 예를 들면, 광학적 또는 구조적 특성은 높이, 측벽각, 피치, 선폭, 막 두께, 굴절률, 및 다른 층들 간 또는 단일 층 내에서의 노광들 간의 오버레이와 같은 임계 치수를 포함할 수 있다. 아포다이제이션은 광학 경로를 따라 잘 규정된 위치에서 조명의 각도 및 공간 분포를 제어하기 위해 광학 계측 시스템에서 구현될 수 있다. 아포다이제이션은 계측 정확도 및 정밀도가 작은 계측 타겟으로부터 높은 충실도의 분광 또는 각도 정보를 검색하는 능력에 의존할 때 특히 중요하다. 그러한 경우에는 샘플에서의 지정된 계측 타겟 외측 영역으로부터의 원치않은 산란으로부터 야기되는, 또는 광학 경로를 따라 중간 광학 컴포넌트 또는 개구(aperture)로부터의 산란에 기인하는 신호 오염을 방지할 필요가 있다.
각도 분석형 (동공 결상) 산란계(scatterometer)의 경우에, 업계에 알려진 관례(practice)는 (1) 계측 타겟으로부터의 상이한 회절 차수가 수집 동공에서 분리될 수 있도록 조명 개구수(numerical aperture, NA)를 제한하는 조명 경로에서의 단순한 상면 평탄형 구경(동공) 조리개와; (2) 작은 타겟에 조명을 집중시키기 위해 조명 경로에서 단순한 상면 평탄형 시야 조리개의 조합이다. 상기 구조에 의해 조명 시야 조리개는 동공 결상 시스템의 제한 개구(limiting aperture)로 된다. 조명 시야 조리개의 하드 에지(hard edge)는 조명 구경 조리개의 이미지에서 링잉(ringing)을 야기하고, 이 링잉은 동공 이미지에서 차수들 간(예를 들면, 0차와 1차 간)에 상호작용 또는 간섭을 야기한다. 이 문제점을 해결하는 하나의 방법은 광학 계측 시스템의 조명 경로에서의 시야(field) 아포다이제이션이다. 이 시야 아포다이제이션에 의해, 시야에서의 부드럽게 변화하는 투과 함수의 도입은 켤레 동공면에서의 부드럽게 변화하고 급속히 쇠퇴하는 함수를 야기하여 차수들 간 간섭을 야기하는 상기 링잉을 효과적으로 억제한다.
전술한 접근법은 스페어에 대한 조명 에탄두(illumination etendue)를 가진 공간적 비간섭성 시스템에 대하여 적당할 수 있다. 그러나, 공간 및 시간 간섭성이 높은 레이저 기반 시스템과 같은 간섭성 조명원을 사용하는 광학 계측 시스템의 경우에는 실질적인 노이즈 문제가 나타난다. 시야면(field plane)에서 낮은 꼬리(tail)를 갖도록 공간 간섭성 조명 빔을 형상 짓는 것은 타겟의 에지에 의한 주변 오염 및 회절을 최소화하기 위해 바람직하다. 동공면에서의 낮은 꼬리는 대물 동공(objective pupil)에 의한 클리핑과 회절 차수들 간의 상호작용 및 간섭을 최소화하기 위해 바람직하다. 빔은 조명 시야 조리개 또는 조명 구경 조리개에서의 일부 결합 진폭 및 위상 아포다이제이션에 의해 잠재적으로 형상 지어질 수 있다. 타겟 노이즈의 효과를 평균화하기 위해, 측정 중에 타겟 위의 공간 간섭성 조명 스폿을 주사(scan)하는 것이 바람직하다. 만일 빔 형상짓기(beam shaping)가 조명 시야면에서 수행되고 스폿 주사 메카니즘이 상기 시야면 앞에 위치하고 있으면, 시야면 및 동공면에서의 빔 형상은 시야 아포다이저를 가로질러 스폿 주사를 행할 때 변할 것이다. 이것에 의해 전체 빔 강도의 변동뿐만 아니라 동공 내 광 분포의 비대칭이 야기된다.
본 발명은 뒤에서 설명하는 하나 이상의 아포다이제이션 방식을 이용하여 업계에 알려진 전술한 결함들의 일부 또는 전부를 치유하는 것에 관한 것이다.
본 발명의 각종 실시형태는 샘플을 조명하도록 구성된 적어도 하나의 조명원과, 샘플로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 적어도 하나의 검출기를 포함한, 광학 계측을 수행하는 시스템에 관련된다. 하나 이상의 검출기에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템은 검출된 조명의 일부에 기초하여 광학적 또는 구조적 특성과 같은 샘플의 적어도 하나의 공간적 속성을 결정하도록 구성될 수 있다.
시스템은 조명 경로의 동공면에 배치된 아포다이저 또는 아포다이즈된 동공을 포함할 수 있다. 아포다이저는 조명 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 시스템은 또한 조명 경로를 따라 배치되고 아포다이즈된 조명의 적어도 일부에 의해 샘플의 표면을 주사하도록 구성된 조명 스캐너를 포함할 수 있다. 시스템은 조명 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 샘플 표면을 주사하는 것을 차단하도록 구성된 조명 시야 조리개 및 수집 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 검출기에 의해 수신되는 것을 차단하도록 구성된 수집 시야 조리개를 또한 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 시스템은 조명 경로를 따라 배치된 아포다이즈된 동공을 포함할 수 있다. 아포다이즈된 동공은 사극자 조명 함수를 제공하도록 구성된 적어도 4개의 길게 연장된 개구를 포함할 수 있다. 아포다이즈된 동공은 조명 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈하도록 또한 구성될 수 있다. 더 나아가, 조명 경로를 따라 배치된 조명 시야 조리개는 조명 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 샘플의 표면에 부딪치거나 샘플의 표면을 주사하는 것을 차단하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 시스템은 조명 경로의 동공면에 배치된 아포다이저를 포함하고 수집 경로를 따라 배치된 아포다이즈된 수집 시야 조리개를 또한 포함할 수 있다. 아포다이즈된 수집 시야 조리개는 수집 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈하도록 구성되고, 수집 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 검출기에 의해 수신되는 것을 차단하도록 또한 구성될 수 있다.
이 기술에 숙련된 사람이라면 전술한 실시형태 및 뒤에서 설명하는 추가의 실시형태는 각종 장점을 달성하도록 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 여기에서 설명하는 구성은 다른 방식으로 명시하지 않는 한 본 발명을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 또한, 전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 단순히 예시한 것이고 본 발명을 반드시 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 이 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 주제를 예시한다. 여기에서의 설명과 도면은 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 소용된다.
본 발명의 많은 장점들은 첨부 도면을 참조함으로써 이 기술에 숙련된 사람에게 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른, 시스템의 동공면 내에 배치된 아포다이저를 포함한 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른, 시스템의 동공면 내에 배치된 조명 스캐너를 추가로 포함한 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른, 조명 스캐너가 조명 시야 조리개 뒤에 배치된 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른, 아포다이즈된 조명 시야 조리개를 포함한 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른, 아포다이저가 조명 시야 조리개 및 조명 스캐너 뒤에 배치된 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 따른, 아포다이저 및 조명 시야 조리개가 조명 스캐너 뒤에 배치된 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태에 따른, 아포다이즈된 수집 시야 조리개를 추가로 포함한 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 따른, 조명 스캐너가 샘플 표면을 따라 조명을 주사하도록 구성되고 또한 샘플 표면으로부터 수집된 조명을 디스캔하도록 구성된 광학 계측 시스템을 보인 블록도이다.
도 9A는 본 발명의 실시형태에 따른, 예시적인 아포다이저 스칼라 동공면 프로파일의 그래픽도이다.
도 9B는 본 발명의 실시형태에 따른, 예시적인 아포다이저 스칼라 동공면 프로파일에 대한 웨이퍼 평면 스칼라 강도(대수 눈금)의 그래픽도이다.
도 9C는 본 발명의 실시형태에 따른, 예시적인 아포다이저 스칼라 동공면 프로파일에 대한 동공 이미지 센서(즉, 검출기) 평면에서의 결과적인 스칼라 프로파일의 그래픽도이다.
도 10A는 본 발명의 실시형태에 따른, 사극자 조명 함수용으로 구성된 동공을 보인 도이다.
도 10B는 본 발명의 실시형태에 따른, 복수의 동공 구성을 보인 도이다.
이제, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 10B는 각도 분석형 (동공 결상) 산란계 등과 같은 광학 계측 시스템(100)의 아포다이제이션 방식을 개략적으로 도시한 것이다. 각종 실시형태에 따라서, 동공 및/또는 검출기 평면에서의 아포다이제이션은 비교적 작은 치수를 가진 타겟에서 고성능 계측을 가능하게 한다. 또한, 이하의 실시형태에서는 측정 품질, 성능 및/또는 정밀도에서 소정의 장점과 관련된 구성들을 포함한다. 이하에서 설명하는 실시형태는 설명 목적으로 사용되고, 선택된 장점을 가진 추가의 실시형태를 달성하기 위해 복수의 실시형태의 각종 부분이 결합될 수 있다는 점에 주목한다.
일반적으로, 이하의 실시형태는 하나 이상의 하기 장점과 관련된다. 시스템(100)의 실시형태는 반도체 웨이퍼 또는 마스크와 같은 계측 샘플(102)의 타겟 영역 외측을 조명하는 것을 피하도록 조명 경로를 따라 지향된 조명을 형상 짓는 구성을 포함할 수 있다. 또한, 시스템(100)의 실시형태는 동공 영역 오염을 회피하기 위해 조명 경로를 따라 광학 표면 및/또는 개구 에지로부터 회절 또는 산란된 조명을 완화 또는 배제하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 시스템(100)의 실시형태는 샘플(102)의 타겟 영역 외측의 영역으로부터의 조명 검출을 피하기 위해 수집 경로를 따라 반사, 산란 또는 복사된 표유 조명(stray illumination)을 형성 또는 배제하기 위한 구성을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 일부 구성은 대물렌즈 또는 수집 시야 조리개로부터 회절된 조명 부분을 차단 또는 배제하는 것과 관련될 수 있다. 추가의 목표 또는 장점은 이하의 시스템(100) 실시형태와 관련하여 뒤에서 설명된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 적어도 하나의 공간적으로 간섭성(예를 들면, 레이저) 또는 비간섭성(예를 들면, 레이저 유지 플라즈마(laser sustained plasma, LSP) 또는 레이저 구동 광원(laser driven light source, LDLS))인 조명원(104)을 포함할 수 있다. 여기에서의 일부 실시형태는 공간적으로 간섭성인 조명원에 기초한 광학 계측 시스템과 관련되지만, 여기에서 설명하는 구성에 의해 제공되는 많은 장점들은 공간적으로 비간섭성인 조명원에 기초한 시스템에도 또한 적용할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 조명원(104)은 자유 공간 조명 경로로 유도되는 광섬유(106)를 따라 조명을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 시스템(100)은 조명 경로의 동공면 내에 배치된 독립형의 아포다이제이션 요소 또는 아포다이즈된 동공과 같은 아포다이저(108)를 포함한다. 시스템(100)은 조명 경로를 따라 배치된 조명 시야 조리개(112)를 또한 포함할 수 있다. 조명 시야 조리개(112)는 샘플(102)의 타겟 영역에 조명을 집중하고 상류 컴포넌트로부터의 기생(산란 또는 회절된) 조명을 필터링하기 위해 조명 경로를 따라 지향된 조명의 일부를 차단하도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 시스템(100)은 또한 아포다이저(108)와 조명 시야 조리개(112) 사이에 배치된 스캐닝 미러와 같은 조명 스캐너(110)를 포함한다. 예를 들면, 조명 광학기기(optics)는 조명원(104)으로부터의 조명이 아포다이저(108)를 통해 지향되고 그 다음에 조명 스캐너(110)에 의해 조명 시야 조리개(112)를 가로질러 주사되도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 조명 광학기기는 조명원(104)으로부터의 조명이 조명 시야 조리개(112)를 통해 지향되고 그 다음에 조명 스캐너(110)에 의해 아포다이저(108)를 가로질러 주사되도록 배열될 수 있다. 조명 스캐너(110)는 시야 조리개(112)를 따라 추가로 형상 지어진 아포다이즈 조명으로 조명 스캐너(110)가 샘플(102)의 타겟 영역을 점주사(spot scan)하게 하는 하나 이상의 액추에이터를 포함하거나 이러한 액추에이터에 결합될 수 있다. 조명 광학기기는 조명 스캐너(110)가 동공면 내에 배치되도록 또한 배열될 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 조명 스캐너(110)는 동공면에 결합(conjugate)될 수 있다. 조명 스캐너(110)를 동공면에 둠으로써 샘플(102)의 타겟 영역에서 아포다이즈된 조명의 적어도 일부를 점주사하는 동안에 아포다이저(108)에 의해 제공된 아포다이제이션 기능의 안정성을 개선할 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 아포다이저(108)와 조명 시야 조리개(112)는 조명 스캐너(110) 앞에 배치된다. 그래서 조명 스캐너(110)에 의해 수신된 조명은 조명 시야 조리개(112)에 따라 아포다이즈되고 추가로 형상 지어진다. 이러한 구성에 의해, 조명이 시야 조리개(112)를 가로질러 주사될 필요가 없기 때문에, 조명 시야 조리개(112)는 더 작은 개구를 포함할 수 있다. 그러므로, 조명 시야 조리개(112)는 아포다이저(108) 및 광섬유(106)에 의해 야기되는 공간 노이즈를 더 많이 필터링할 수 있다. 또한, 조명 시야 조리개(112)의 에지에서 벗어난 지점의 회절의 시간 의존성에 의해 야기되는 강도 잡음(intensity noise)을 도입할 기회가 더 적어진다. 조명 스캐너(110)가 아포다이저(108) 및 조명 시야 조리개(112) 뒤에 배치되는 경우에는 시야 조리개 에지의 주사에 기인하는 강한 회절이 회피될 수 있다.
도 4는 동공 아포다이저(108)에 의해 제공되는 동공 아포다이제이션에 추가하여 시야 아포다이제이션을 도입하도록 조명 시야 조리개(112)가 또한 아포다이즈될 수 있는 다른 실시형태를 보인 것이다. 아포다이즈된 조명 시야 조리개(112)는 조명 경로를 따라 지향된 조명을 형상 짓는 능력을 개선할 수 있다. 동공 분포에 대한 강도 변조 및 변화는 점주사 중에 발생할 수 있지만, 조명 시야 조리개(112)의 에지에 도달하는 지점에 기인하는 회절 효과는 아포다이제이션에 의해 크게 경감될 수 있다. 회절 효과의 경감은 만일 제어되지 않으면 동공 포인트의 혼합이 발생할 수 있기 때문에 중요하다. 조명 시야 조리개(112)에서의 이미지는 궁극적으로 샘플(102)에 결상되기 때문에, 시야 아포다이제이션은 샘플(102)의 타겟 영역의 에지에서 및 수집 시야 조리개(120)의 에지에서 스폿 강도를 추가로 감소시키고, 이것에 의해 수집 동공에서 동공 포인트의 혼합을 억제할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 5는 조명원(104)으로부터의 조명이 조명 시야 조리개(112)를 통하여 지향되고 그 다음에 조명 스캐너(110)에 의해 아포다이저(108)를 가로질러 주사되도록 조명 광학기기가 배열되어 있는 실시형태를 보인 것이다. 이 구성에 의해 조명원(104) 및/또는 광섬유(106)로부터의 입력 잡음을 경감하기 위해 조명 스캐너(110) 앞에 비교적 작은 조명 시야 조리개(112)를 배치할 수 있다. 또한, 아포다이저(108)를 조명 스캐너(110) 뒤에 두면, 샘플(102)의 전역에 걸쳐 주사되는 조명을 형상 짓는 능력을 증대시킬 수 있다.
대안적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 아포다이저(108) 및 조명 시야 조리개(112)를 조명 스캐너(110) 뒤에 배치할 수 있다. 아포다이저(108)를 조명 스캐너(110) 뒤에 배치하면 조명 스캐너(110)가 아포다이저(108)를 통과하는 조명의 각도에만 영향을 주기 때문에 조명 동공에서의 정지된 아포다이제이션 기능이 가능해진다. 또한, 아포다이저(108) 뒤에 배치된 조명 시야 조리개(112)는 아포다이저(108), 조명 스캐너(110), 광섬유(106), 및 임의의 추가의 조명 광학기기(예를 들면, 각종 렌즈)를 포함한 상류 컴포넌트로부터의 기생 조명을 필터링하여 제거할 수 있다.
시스템(100)은 또한 샘플(102)을 조명하기 위해 조명 경로로부터의 조명을 대물 렌즈(116)를 통해 지향시키도록 구성된 빔 스플리터(114)를 또한 포함할 수 있다. 시스템(100)은 샘플(102)을 지지하도록 구성된 스테이지(118)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 스테이지(118)는 적어도 하나의 액추에이터를 추가로 포함할 수도 있고 또는 그러한 액추에이터에 결합될 수도 있다. 액추에이터는 샘플(102)을 선택된 위치에 배치하기 위해 스테이지(118)를 변화시키거나 회전시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 조명은 샘플 스테이지(118)의 작동에 의해 샘플(102)의 선택된 영역에서 목표 정해지거나 주사될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 샘플(102)의 선택된 영역을 목표 정하고 및/또는 샘플(102)에 목표 정해진 조명의 초점을 조정하기 위해 대물렌즈(116)와 같은 하나 이상의 조명 광학기기가 작동될 수 있다.
조명은 샘플(102)의 목표 정해진 영역에 의해 산란, 반사 또는 복사될 수 있다. 시스템(100)은 샘플(102)로부터의 산란, 반사 또는 복사된 조명의 적어도 일부를 수신하도록 구성된 카메라, 산란계, 포토다이오드 또는 임의의 다른 광검출기와 같은 적어도 하나의 검출기(122)를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 수집 시야 조리개(120)는 빔 스플리터(114), 대물렌즈(116) 및/또는 임의의 다른 수집 광학기기에 의해 회절 또는 산란된 조명과 같은 기생 조명을 필터링하기 위해 검출기(122)로 이어지는 수집 경로를 따라 샘플(102)로부터 지향된 조명의 적어도 일부를 차단하도록 구성된다.
일부 실시형태에 있어서, 수집 시야 조리개(120)는 도 7에 도시된 바와 같이 추가로 아포다이즈될 수 있다. 다른 특징들 중에서도 특히 아포다이즈된 수집 시야 조리개(120)를 포함하는 것은 여기에서 설명하는 임의의 실시형태에 의해 지원될 수 있다는 점에 주목한다. 아포다이즈된 수집 시야 조리개(120)는 수집 시야 조리개(120)의 에지로부터의 회절 또는 산란에 의해 야기되는 샘플(102)의 타겟 영역의 중심과 관련하여 빔 위치의 탈중심화 오차(decentering error)에 대한 감도를 감소시키는 장점이 있다. 특히, 개구수(NA)가 작은 수집 시야 조리개는 탈중심화 오차에 더 민감하고, 따라서 아포다이제이션으로부터 크게 이익을 취할 수 있다. 추가의 설명을 위해, 탈중심화에 대한 감도는 시야 조리개(120)로부터 산란된 소정 차수로부터의 원하는 회절(예를 들면, 1차 회절)과 다른 차수로부터의 원치않은 회절(예를 들면, 0차 회절) 간의 간섭에 의해 야기된다. 회절 차수들 간의 간섭은 회절 또는 산란 효과를 보상하도록 조명을 형상 지음으로써 수집 시야 조리개 아포다이제이션에 의해 억제될 수 있다. 또한, 수집 시야 조리개(120)의 아포다이제이션은 수집 시야 조리개(120) 뒤에 위치된 동공면 내의 동공 개구의 에지로부터의 회절 또는 산란 효과를 감소시킬 수 있다. 기생(회절 또는 산란된) 조명이 검출기(122)에 도달하는 것을 억제함으로써 탈중심화 오차에 의해 야기되는 부정확성을 줄여서 계측 성능을 개선하고 정밀도를 더 강화할 수 있다.
시스템(100)은 하나 이상의 검출기(122)에 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 컴퓨팅 시스템(124)을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(124)은 샘플(102)의 타겟 영역으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명의 검출된 부분에 기초하여 샘플(102)의 적어도 하나의 공간 속성을 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 컴퓨팅 시스템(124)은 샘플(102)의 광학적 또는 구조적 특성 또는 샘플(102)과 관련된 결함 정보를 하나 이상의 계측에 따라 및/또는 업계에 공지된 검사 알고리즘에 따라 결정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 시스템(124)은 통신 가능하게 결합된 적어도 하나의 캐리어 매체(126)에 의해 저장된 프로그램 명령어(128)에 내장된 검사 알고리즘 또는 적어도 하나의 계측을 실행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 컴퓨팅 시스템(124)은 통신 가능하게 결합된 캐리어 매체(126)로부터 프로그램 명령어(128)를 실행하도록 구성된 적어도 하나의 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서를 포함한다. 또한, 본 명세서 전반에 걸쳐 설명되는 임의의 각종 단계 또는 기능은 단일 컴퓨팅 시스템에 의해 또는 복수의 컴퓨팅 시스템에 의해 실행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 8은 조명 스캐너(110)가 조명 경로의 일부 및 수집 경로의 일부를 따라 배치된 시스템(100)의 다른 실시형태를 보인 것이다. 따라서, 조명 스캐너(110)는 조명 경로를 따라 전송되는 조명에 의해 샘플(102)의 타겟 영역을 점주사하고, 또한 검출기(122)로의 수집 경로를 따라 샘플(102)로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명을 디스캔하도록 구성될 수 있다. 샘플(102)에 목표 정해진 조명 및 샘플(102)로부터 수집된 조명을 각각 스캔 및 디스캔 함으로써, 조명 스캐너(110)는 탈중심화 오차를 감소시키고 검출기(122)에서 수신된 조명의 균일성을 개선할 수 있다. 그러므로, 스캔/디스캔 광학 장치는 측정 성능을 개선할 수 있다.
동공 결상 산란계에서 아포다이제이션을 사용하는 것은 부분적으로 미국 특허 공개 제20080037134호에 설명되어 있고, 이 공보의 내용은 인용에 의해 본원에 통합된다. 아포다이저(108), 및 각종 실시형태에서 아포다이즈된 조명 시야 조리개(112) 및/또는 아포다이즈된 수집 시야 조리개(120)는 상기 미국 특허 공개 제20080037134호에 설명되어 있는 임의의 아포다이제이션 기술을 통합할 수 있다. 아포다이저의 한가지 핵심 특성은 반경 치수(radial dimension)의 함수로서의 그 투과 프로파일이다. 아포다이제이션 함수는 가끔 사다리꼴 또는 가우시안 형태를 갖는다. 시스템(100)의 일부 실시형태에 있어서, 아포다이제이션 프로파일은 또한, 비제한적인 예를 들자면, 탑햇(top hat), 최적화 탑햇, 가우시안, 쌍곡선 탄젠트, 또는 블랙맨(Blackman) 형태를 포함할 수 있다. 폴라(polar) 형태 아포다이제이션 프로파일 대신에, X 방향의 1D 아포다이제이션 분포와 Y 방향의 대응하는 1D 아포다이제이션 분포를 곱함으로써 2D 아포다이제이션 분포가 데카르트 형태로 또한 구현될 수 있다. 뒤에서 더 설명하는 바와 같이, 아포다이제이션 프로파일은 시스템 성능을 개선 또는 최적화하기 위해 비용 함수에 따라 선택될 수 있다.
도 9A 내지 도 9C는 샘플 결상면 및 수집 동공면에서 다수의 상이한 아포다이제이션 프로파일 및 대응하는 결과적인 프로파일에 대한 스칼라 분포의 예를 보인 것이다. 예를 들면, 도 9A는 탑햇, 최적화 탑햇, 가우시안 및 쌍곡선 탄젠트 프로파일의 스칼라 동공면 프로파일(투과 대 동공 좌표) 예를 보인 것이다. 도 9B는 예시적인 아포다이제이션 프로파일에 대응하는 샘플 결상면에서의 스칼라 강도를 보인 것이고, 도 9C는 검출기(즉, 수집) 동공면에서의 대응하는 결과적인 스칼라 프로파일을 보인 것이다. 도 9A 내지 도 9C에 예시적인 도면으로 나타낸 바와 같이, 샘플 좌표의 조명 지점 주변에서 상당한 강도 감소가 있고, 이것에 의해 샘플(102)의 타겟 영역 외측의 영역으로부터 검출기(122)에서의 신호 오염을 감소시킨다.
일부 실시형태에 있어서, 아포다이제이션 프로파일은 비용 함수에 따라 선택될 수 있다. 예를 들면, 아포다이제이션 프로파일은 동공 검출기(122)의 개구에서의 주어진 위치에서 꼬리 대 피크비를 실질적으로 최대화하는 한편, 전체적인 신호 및 후속되는 정밀도 충격을 실질적으로 최소화하도록 특정될 수 있다. 1D의 경우에, 동공 아포다이제이션 프로파일은 하기의 비용 함수에 따라 선택될 수 있다.
Figure pct00001
여기에서, p(k)는 동공 아포다이저 프로파일이고, x0는 샘플의 타겟 범위를 규정하며, k0는 동공면의 타겟 범위를 규정하고, λ1은 시야면 및 동공 함수 균일성에서의 꼬리 감소의 상대 중량(weight)을 규정하며, NA는 동공 개구(자연 단위)를 규정한다. 또한, 실시형태에 있어서, 수집 아포다이제이션 프로파일은 하기의 비용 함수에 따라 선택될 수 있다.
Figure pct00002
여기에서, p(x)는 시야 아포다이저 프로파일이고, x1은 샘플의 타겟 범위를 규정하며, k0는 동공면의 타겟 범위를 규정하고, λ2는 시야면 및 수집 시야 조리개 함수 균일성에서의 꼬리 감소의 상대 중량을 규정하며, L은 수집 시야 조리개 크기를 규정한다.
일부 실시형태에 있어서, 조명 스펙트럼은 계측 레시피 세트업의 일부로서 변화될 수 있다. 예를 들면, 조명 스펙트럼은 텍사스 인스트루먼츠에 의해 제조된 DLP 마이크로미러 어레이와 같은 스펙트럼 제어기 또는 공간 광 변조기(SLM)를 이용하여 제어될 수 있다. 예를 들면, 아포다이제이션 프로파일은 전술한 아포다이제이션 프로파일 선택 비용 함수와 유사한 비용 함수에 따라 타겟 근접성의 유사한 특성과 함께 파장의 함수로서 크기, 피치 또는 반사율과 같은 타겟 관련 파라미터를 이용하여 결정 및 제어될 수 있다.
강한 아포다이제이션 함수의 장점에도 불구하고, 관련된 신호 손실 및 결과적인 계측 정밀도 손실이 있을 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 동공의 형상, 및 그에 따른 동공 함수는 계측 정밀도를 되찾기 위해 수정될 수 있다. 도 10A 및 도 10B는 아포다이즈된 동공(108)에 적용될 수 있는 각종 동공 함수(200)를 보인 것이다. 일부 실시형태에 있어서, 도 10A에 도시된 바와 같이, 스폿(동공 개구)(202a-202d)은 회절 스폿의 크기를 증가시키기 위해 회절에 직교하는 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 아포다이즈된 동공(200)은 연장이 항상 회절에 직교하는 방향으로 있게 하고 더 높은 조명 파장의 비율로부터 격자 피치로 순서를 잡기 위해 적어도 4개의 연장된 개구(202a-202d)를 포함한 4극자 조명용으로 구성될 수 있다. 동공(200)의 추가적인 실시형태는 도 10B에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 각종의 수정이 이루어질 수 있는 것으로 예상된다.
비록, 지금까지 설명한 일부 실시형태는 강도만 변조되는 아포다이제이션 함수와 관련된 것이지만, 아포다이제이션 함수는 위상 아포다이제이션과 함께 강도 변조를 결합하는 복소 함수일 수 있다는 점에 주목한다. 예를 들면, 시야 및 동공 아포다이제이션에 대하여 위에서 제시된 비용 함수 p(x) 및 p(k)는 p=|p|eiψ로 재작성될 수 있고, 여기에서 |p|는 아포다이저의 강도 변조 및 ψ 위상 변조를 반영한다.
아포다이제이션 요소는 업계에 공지된 몇 가지 기술로 제조될 수 있다. 일부 예는 하프톤 진폭 투과 마스크, 변화하는 중성 농도(neutral density) 마스크, 및 위상 변조 마스크를 포함한다. 리소그래픽 기술은 하프톤 진폭 마스크 및 이산 위상 단계들(예를 들면, 약 8개의 레벨)을 가진 위상 마스크에 대하여 특히 잘 작용하는 것으로 알려져 있다. 일부 실시형태에 있어서, 아포다이제이션 요소는 광학 계측 시스템(100)에 대하여 필요한 고정밀 아포다이제이션을 생성하기 위해 포토마스크 블랭크 위의 레지스트(resist)에서 표준 전자빔 기록 기술을 이용하여 만들어질 수 있다.
비록 위에서 설명하고 도면에 도시된 실시형태들이 단일 광학 컬럼(즉, 단일 선로 조명 경로 및 단일 선로 수집 경로)을 보이고 있지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 하나의 광학 컬럼에 복수의 경로가 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 다중 경로 광학 설비는 미국 특허 공개 번호 제2011000108892호에 설명되어 있는 것처럼 상이한 조명 및 수집 편광 상태에서 사용될 수 있다. 상기 미국 공개 특허의 내용은 인용에 의해 본원에 통합된다. 일부 실시형태에 있어서, 2개 이상의 편광 경로가 공동 아포다이저에 의해 동시에 아포다이즈될 수 있고, 각각의 편광 경로마다 별도의 아포다이저가 있을 수 있다.
아포다이제이션과 주사 빔의 결합에 의해 중요한 장점을 제공할 수 있다. 공간적으로 간섭성인 빔의 주사는 부과된 시야 조리개 크기를 변경하는 광의 손실 없이 각 타겟에 대하여 조명 스폿 크기가 제어될 수 있게 한다. 공간 간섭성 조명을 지원하는 시스템은 타겟에서의 최소의 가능한 스폿 및 결과적으로 최소의 가능한 타겟 크기를 가능하게 한다. 또한, 동공 기능의 아포다이징(시야에 반대됨)은 점주사 중에 조명 동공에서 임계 분포가 안정되게 유지되게 한다. 주사 모듈은 소스로부터 비추어진 조명에서 강도 변조를 유도하기 위해 활용될 수 있다는 점에 또한 주목한다. 따라서, 샘플에의 입사 스폿은 웨이퍼 좌표 종속적 전체 강도를 가질 수 있다. 이것에 의해 비간섭성 광원에 대하여 효과적으로 아포다이즈된 조명 시야 조리개가 가능해진다. 이 결합의 중요한 장점은 아포다이제이션 함수의 선택시에 융통성이 개선된다는 점이다. 또한, 제조 공정에 기인하는 산란 부작용을 일으키지 않는 조명 시야 아포다이저가 얻어진다.
전술한 실시형태의 추가의 장점은, 비제한적인 예를 들자면, 타겟 영역 외측으로부터의 산란광으로부터 수집 동공에서의 신호 오염의 감소 또는 제거; 조명 또는 수집 광학 경로를 따르는 개구로부터의 산란광으로부터 수집 동공에서의 신호 오염의 감소 또는 제거; 점주사 중의 안정된 조명 동공 분포; 주사 중에 스폿 및 시야 조리개와 타겟 에지 간의 상호작용 감소; 및 주변 상호작용 또는 에지 회절과 더 좋은 타겟 노이즈 평균화 간의 트레이드오프를 가능하게 하는 통제된 주사를 포함한다.
이 기술에 숙련된 사람이라면 여기에서 설명하는 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 실행될 수 있게 하는 매개물(예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)이 있고, 양호한 매개물은 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 전개되는 상황과 관련하여 변한다는 것을 이해할 것이다. 여기에서 설명한 것과 같은 방법들을 구현하는 프로그램 명령어는 캐리어 매체를 통하여 전송되거나 캐리어 매체에 저장될 수 있다. 캐리어 매체는 와이어, 케이블 또는 무선 전송 링크와 같은 전송 매체를 포함한다. 캐리어 매체는 또한 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크, 또는 자기 테이프와 같은 기억 매체를 포함할 수 있다.
여기에서 설명한 모든 방법은 방법 실시형태의 하나 이상의 단계의 결과들을 기억 매체에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 결과들은 여기에서 설명하는 임의의 결과를 포함할 수 있고, 업계에 공지된 임의의 방법으로 저장될 수 있다. 기억 매체는 여기에서 설명하는 임의의 기억 매체 또는 업계에 공지된 임의의 다른 적당한 기억 매체를 포함할 수 있다. 결과들이 저장된 후, 그 결과들은 기억 매체에서 접근될 수 있고 여기에서 설명한 임의의 방법 또는 시스템 실시형태에 의해 사용되거나, 사용자에게 디스플레이하기 위해 포맷되거나, 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 더 나아가, 상기 결과들은 "영구적으로", "반영구적으로", 일시적으로, 또는 소정의 시구간 동안 저장될 수 있다. 예를 들면, 기억 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있고, 상기 결과들은 반드시 기억 매체에 무기한으로 지속될 필요가 없다.
비록 지금까지 본 발명의 특정 실시형태를 설명하였지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 전술한 설명의 범위 및 정신으로부터 벗어나지 않고 발명의 각종 수정 및 구체화를 행할 수 있다는 것은 명백하다. 따라서, 발명의 범위는 여기에 첨부된 특허 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (30)

  1. 광학 계측을 수행하는 시스템에 있어서,
    샘플을 지지하도록 구성된 스테이지와;
    조명 경로를 따라 조명을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 조명원과;
    상기 조명 경로의 동공면(pupil plane)에 배치되고 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈(apodize)하도록 구성된 아포다이저(apodizer)와;
    상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 아포다이즈된 조명의 적어도 일부로 상기 샘플의 표면을 주사하도록 구성된 조명 스캐너와;
    상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 상기 샘플의 표면을 주사하는 것을 차단하도록 구성된 조명 시야 조리개(illumination field stop)와;
    수집 경로를 따라 상기 샘플의 표면으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명의 일부를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기와;
    상기 수집 경로를 따라 배치되고, 상기 수집 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 검출되는 것을 차단하도록 구성된 수집 시야 조리개(collection field stop)와;
    상기 적어도 하나의 검출기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 검출된 조명의 일부에 기초하여 상기 샘플의 적어도 하나의 공간 속성(spatial attribute)을 결정하도록 구성된 컴퓨팅 시스템을 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조명 스캐너는 상기 조명 경로의 동공면에 배치되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 조명 스캐너는 상기 아포다이저와 상기 조명 시야 조리개 사이에서 상기 조명 경로를 따라 배치되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 아포다이저는 상기 적어도 하나의 조명원과 상기 조명 스캐너 사이에 배치되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 조명 시야 조리개는 상기 적어도 하나의 조명원과 상기 조명 스캐너 사이에 배치되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 조명 시야 조리개는 상기 아포다이저와 상기 조명 스캐너 사이에서 상기 조명 경로를 따라 배치되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아포다이저는 상기 조명 스캐너와 상기 조명 시야 조리개 사이에서 상기 조명 경로를 따라 배치되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 조명 시야 조리개는 아포다이즈된 시야 조리개(apodized field stop)를 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조명 스캐너는 또한 상기 수집 경로를 따라 상기 샘플의 표면으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명을 상기 적어도 하나의 검출기로 지향시키도록 구성되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원은 간섭성(coherent) 조명원을 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 아포다이저의 아포다이제이션 프로파일(apodization profile)은 하기 수학식
    Figure pct00003

    에 따라 선택되고, 여기에서,
    F(p(k))는 비용 함수이고,
    p(k)는 동공 아포다이저 프로파일(pupil apodizer profile)이고,
    x0는 상기 샘플의 타겟 범위를 규정하고,
    k0는 상기 동공면의 타겟 범위를 규정하고,
    λ1은 시야면(field plane) 및 동공 함수 균일성(pupil function uniformity)에서의 꼬리 감소(tail reduction)의 상대 중량(relative weight)을 규정하며,
    NA는 동공 개구(pupil aperture)를 규정하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 상기 수집 시야 조리개는 상기 수집 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈하도록 구성된 아포다이즈된 시야 조리개를 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 아포다이즈된 수집 시야 조리개의 아포다이제이션 프로파일은 하기 수학식
    Figure pct00004

    에 따라 선택되고, 여기에서,
    F(p(x))는 비용 함수이고,
    p(x)는 시야 조리개 아포다이저 프로파일이고,
    x0는 상기 샘플의 타겟 범위를 규정하고,
    k0는 상기 동공면의 타겟 범위를 규정하고,
    λ2는 시야면 및 수집 시야 조리개 함수 균일성에서의 꼬리 감소의 상대 중량을 규정하며,
    L은 시야 조리개 크기를 규정하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  14. 제1항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명의 스펙트럼을 제어함으로써 아포다이제이션에 영향을 주도록 구성된 스펙트럼 제어기를 더 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 스펙트럼 제어기는 마이크로미러 어레이, 복수의 능동 셔터, 또는 선택된 필터를 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  16. 광학 계측을 수행하는 시스템에 있어서,
    샘플을 지지하도록 구성된 스테이지와;
    상기 샘플의 표면을 조명하기 위해 조명 경로를 따라 조명을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 조명원과;
    상기 조명 경로를 따라 배치되고, 사극자 조명 함수(quadrupole illumination function)를 제공하도록 구성된 적어도 4개의 연장된 개구를 포함하며, 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈(apodize)하도록 또한 구성된 아포다이즈된 동공(apodized pupil)과;
    상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 상기 샘플의 표면에 부딪치는 것을 차단하도록 구성된 조명 시야 조리개(illumination field stop)와;
    수집 경로를 따라 상기 샘플의 표면으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명의 일부를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기와;
    상기 적어도 하나의 검출기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 검출된 조명의 일부에 기초하여 상기 샘플의 적어도 하나의 공간 속성을 결정하도록 구성된 컴퓨팅 시스템을 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 아포다이즈된 조명의 적어도 일부로 상기 샘플의 표면을 주사하도록 구성된 조명 스캐너를 더 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 조명 스캐너는 상기 수집 경로를 따라 상기 샘플의 표면으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명을 상기 적어도 하나의 검출기로 지향시키도록 또한 구성되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 조명 시야 조리개는 아포다이즈된 시야 조리개(apodized field stop)를 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원은 간섭성(coherent) 조명원을 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  21. 제16항에 있어서, 상기 아포다이즈된 동공의 아포다이제이션 프로파일(apodization profile)은 하기 수학식
    Figure pct00005

    에 따라 선택되고, 여기에서,
    F(p(k))는 비용 함수이고,
    p(k)는 동공 아포다이저 프로파일(pupil apodizer profile)이고,
    x0는 상기 샘플의 타겟 범위를 규정하고,
    k0는 상기 동공면의 타겟 범위를 규정하고,
    λ2는 시야면(field plane) 및 동공 함수 균일성(pupil function uniformity)에서의 꼬리 감소(tail reduction)의 상대 중량(relative weight)을 규정하며,
    NA는 동공 개구(pupil aperture)를 규정하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 상기 수집 경로를 따라 배치되고, 상기 수집 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈하도록 구성되며, 또한 상기 수집 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 검출되는 것을 차단하도록 구성된 아포다이즈된 수집 시야 조리개(collection field stop)를 더 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 아포다이즈된 수집 시야 조리개의 아포다이제이션 프로파일은 하기 수학식
    Figure pct00006

    에 따라 선택되고, 여기에서,
    F(p(x))는 비용 함수이고,
    p(x)는 시야 조리개 아포다이저 프로파일(field stop apodizer profile)이고,
    x0는 상기 샘플의 타겟 범위를 규정하고,
    k0는 상기 동공면의 타겟 범위를 규정하고,
    λ2는 시야면 및 수집 시야 조리개 함수 균일성(collection field stop function uniformity)에서의 꼬리 감소(tail reduction)의 상대 중량(relative weight)을 규정하며,
    L은 시야 조리개 크기를 규정하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  24. 광학 계측을 수행하는 시스템에 있어서,
    샘플을 지지하도록 구성된 스테이지와;
    상기 샘플의 표면을 조명하기 위해 조명 경로를 따라 조명을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 조명원과;
    상기 조명 경로의 동공면(pupil plane)에 배치되고 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈(apodize)하도록 구성된 아포다이저(apodizer)와;
    상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 조명 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 상기 샘플의 표면에 부딪치는 것을 차단하도록 구성된 조명 시야 조리개(illumination field stop)와;
    수집 경로를 따라 상기 샘플의 표면으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명의 일부를 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출기와;
    상기 수집 경로를 따라 배치되고, 상기 수집 경로를 따라 지향된 조명을 아포다이즈하도록 구성되며, 또한 상기 수집 경로를 따라 지향된 조명의 일부가 검출되는 것을 차단하도록 구성된 아포다이즈된 수집 시야 조리개(apodized collection filed stop)와;
    상기 적어도 하나의 검출기에 통신 가능하게 결합되고, 상기 검출된 조명의 일부에 기초하여 상기 샘플의 적어도 하나의 공간 속성(spatial attribute)을 결정하도록 구성된 컴퓨팅 시스템을 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 상기 조명 경로를 따라 배치되고, 상기 아포다이즈된 조명의 적어도 일부로 상기 샘플의 표면을 주사하도록 구성된 조명 스캐너를 더 포함하는, 광학 계측 수행 시스템.
  26. 제26항에 있어서, 상기 조명 스캐너는 또한 상기 수집 경로를 따라 상기 샘플의 표면으로부터 산란, 반사 또는 복사된 조명을 상기 적어도 하나의 검출기로 지향시키도록 구성되는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  27. 제24항에 있어서, 상기 조명 시야 조리개는 아포다이즈된 시야 조리개(apodized field stop)를 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  28. 제24항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조명원은 간섭성(coherent) 조명원을 포함하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  29. 제24항에 있어서, 상기 아포다이저의 아포다이제이션 프로파일(apodization profile)은 하기 수학식
    Figure pct00007

    에 따라 선택되고, 여기에서,
    F(p(k))는 비용 함수이고,
    p(k)는 동공 아포다이저 프로파일(pupil apodizer profile)이고,
    x0는 상기 샘플의 타겟 범위를 규정하고,
    k0는 상기 동공면의 타겟 범위를 규정하고,
    λ1은 시야면(field plane) 및 동공 함수 균일성(pupil function uniformity)에서의 꼬리 감소(tail reduction)의 상대 중량(relative weight)을 규정하며,
    NA는 동공 개구(pupil aperture)를 규정하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
  30. 제24항에 있어서, 상기 아포다이즈된 수집 시야 조리개의 아포다이제이션 프로파일은 하기 수학식
    Figure pct00008

    에 따라 선택되고, 여기에서,
    F(p(x))는 비용 함수이고,
    p(x)는 시야 조리개 아포다이저 프로파일(field stop apodizer profile)이고,
    x0는 상기 샘플의 타겟 범위를 규정하고,
    k0는 상기 동공면의 타겟 범위를 규정하고,
    λ2는 시야면 및 수집 시야 조리개 함수 균일성(collection field stop function uniformity)에서의 꼬리 감소의 상대 중량을 규정하며,
    L은 시야 조리개 크기를 규정하는 것인, 광학 계측 수행 시스템.
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