KR20200137029A - 다수의 광학 프로브들을 갖는 다중-스폿 분석 시스템 - Google Patents

다수의 광학 프로브들을 갖는 다중-스폿 분석 시스템 Download PDF

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KR20200137029A
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Abstract

샘플을 분석하기 위한 시스템은 조명 소스에 광학적으로 커플링된 복수의 송신 광섬유들을 갖는 조명 소스, 및 검출기에 광학적으로 커플링된 복수의 수신 광섬유들을 갖는 검출기를 포함한다. 시스템은 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브들을 더 포함한다. 복수의 프로브들은 샘플의 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성되고, 샘플의 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성된다. 시스템은 하나 이상의 스위치들 및/또는 스플리터들을 더 포함할 수 있으며, 하나 이상의 스위치들 및/또는 스플리터들은 조명 소스에 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들을 광학적으로 커플링시키도록 구성되고, 그리고/또는 검출기에 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들을 광학적으로 커플링시키도록 구성된다.

Description

다수의 광학 프로브들을 갖는 다중-스폿 분석 시스템
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 발명자들 Prasanna Dighe, Dieter Mueller, Dong Chen, Dengpeng Chen, Steve Zamek, Daniel Kavaldjiev, 및 Alexander Buettner에 의해 2018년 4월 27일자로 출원되고 발명의 명칭이 "다수의 광학 프로브들을 갖는 다중-스폿 분석 시스템(MULTI-SPOT ANALYSIS SYSTEM WITH MULTIPLE OPTICAL PROBES)"인 미국 가출원 일련 번호 제62/663,436호의 35 U.S.C.§119(E) 하의 우선권을 주장하며, 이 미국 가출원은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 일반적으로 분석 시스템들에 관한 것으로, 더 구체적으로, 다수의 광학 프로브들을 갖는 다중-스폿 분석 시스템에 관한 것이다.
박막 퇴적 프로세스들은 흔히, 기판(예컨대, 웨이퍼)에 걸쳐 두께 불균일성을 생성한다. 이러한 불균일성은 반도체 제조에서의 프로세스 제어에 중요한데, 이는 불균일성이 웨이퍼 수율 및 최종 디바이스 성능으로 이어지기 때문이다. 따라서, 전체 웨이퍼에 걸친 막 두께의 빠른 웨이퍼-전체 측정을 가능하게 하는 것이 필수적이다.
전형적인 막 두께 측정 시스템들은 엘립소미터(ellipsometer)들, 반사계들, 백색광 간섭계들 등을 포함한다. 이들 시스템들은 단일 스폿 측정에 의존하는 기법을 이용한다. 막 두께가 기판에 걸쳐 변화되기 때문에, 기판 상의 다수의 포인트들이 측정될 필요가 있다. 이를 위해, 기판 또는 광학기(optic)들이 기판을 포인트별로 스캐닝하기 위해 작동된다. 이러한 시스템들은 복잡하고 비용이 많이 드는 문제가 있고, 기판 및/또는 광학기들의 이동 및 안정화에 의해 측정 시간이 제한된다. 측정 시간은 공간 분해능(spatial resolution)에 따라 유리하게 스케일링되지 않는다. 예컨대, 밀도가 2배 더 높은 포인트들의 그리드가 측정되어야 하는 경우, 측정 스폿들의 수는 4배만큼 증가된다. 포인트들 사이의 기계적 운동 및 안정화에 소요되는 시간은 비례적으로 증가될 것이다. 결과적으로, 다중-스폿 측정 툴들이 필요하다.
본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하기 위한 시스템이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 소스에 광학적으로 커플링된 복수의 송신 광섬유들을 갖는 조명 소스, 및 검출기에 광학적으로 커플링된 복수의 수신 광섬유들을 갖는 검출기를 포함한다. 실시예에서, 시스템은 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브들을 더 포함한다. 복수의 프로브들은 샘플의 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성될 수 있고, 샘플의 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 소스에 광학적으로 커플링된 제1 스위치를 갖는 조명 소스, 및 검출기에 광학적으로 커플링된 제2 스위치를 갖는 검출기를 포함한다. 실시예에서, 시스템은 제1 스위치에 커플링된 복수의 송신 광섬유들, 및 제2 스위치에 커플링된 복수의 수신 광섬유들을 더 포함한다. 제1 스위치는 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성될 수 있다. 제2 스위치는 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에 검출기를 광학적으로 커플링시키도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 시스템은 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브들을 더 포함한다. 프로브들은 샘플의 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성될 수 있고, 샘플의 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 스위치는, 각각의 프로브를 통해 샘플의 표면의 적어도 하나의 부분을 조명하기 위해, 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 조명 소스를 광학적으로 커플링시킬 수 있으며, 제2 스위치는, 각각의 프로브를 통해 샘플의 조명된 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하기 위해, 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬율에 검출기를 광학적으로 커플링시킬 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하는 방법이 개시된다. 방법의 하나의 예시적인 구현에서, 복수의 프로브들 근처에서 하나 이상의 지지 부재들에 의해 샘플이 지지되며, 여기서, 복수의 프로브들은 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된다. 방법의 구현에서, 조명 소스는, 송신 광섬유에 커플링된 적어도 하나의 프로브로 샘플의 표면의 적어도 하나의 부분을 조명하기 위해, 제1 스위치에 의해, 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 광학적으로 커플링되고, 또한, 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에 커플링된다. 방법의 구현에서, 검출기는, 프로브를 통해 샘플의 표면의 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하기 위해, 제2 스위치에 의해, 수신 광섬유에 광학적으로 커플링된다.
전술한 일반적인 설명과 다음의 상세한 설명 둘 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구되는 본 발명을 반드시 제한하는 것이 아님이 이해되어야 한다. 명세서에 통합되고 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 일반적인 설명과 함께, 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
본 개시내용의 다수의 이점들은 첨부 도면들을 참조하여 당업자에 의해 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 1b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 1c는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 진공 척 시스템의 개략도이다.
도 2는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 스위치 구성의 개략도이다.
도 3a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 프로브 구성의 개략도이다.
도 3b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 프로브 구성의 개략도이다.
도 3c는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 프로브 구성의 개략도이다.
도 4는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 5a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 5b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 5c는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 5d는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 5e는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 6은 하나 이상의 실시예들에 따른, 시스템을 위한 프로브 구성과 관련된, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에서 하나 이상의 프로브들에 의해 송신 및 수신된 조명의 개략도이다.
도 7a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 조명 송신 경로의 개략도이다.
도 7b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 대안적인 조명 송신 경로의 개략도이다.
도 8a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 조명 수집 경로의 개략도이다.
도 8a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템을 위한 대안적인 조명 수집 경로의 개략도이다.
도 9a는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에 의한 샘플의 하나의 섹션에서의 다중-스폿 스캔의 개략도이다.
도 9b는 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 1a 또는 도 1b에 예시된 시스템과 같은 시스템에 의한 샘플의 복수의 섹션들에서의 다중-스폿 스캔의 개략도이며, 여기서, 샘플의 복수의 섹션들을 스캐닝하기 위해, 시스템의 하나 이상의 지지 부재들에 의해 샘플이 회전된다.
도 10a는 하나 이상의 구현들에 따른, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 10b는 하나 이상의 구현들에 따른, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
이제, 개시되는 내용이 상세히 참조될 것이며, 그 개시되는 내용은 첨부 도면들에 예시된다. 본 개시내용은 특정 실시예들 및 이들의 특정 특징들에 대하여 상세히 도시 및 설명되었다. 본원에서 제시되는 실시예들은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주된다. 형태 및 세부사항의 다양한 변화들 및 수정들이 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 쉽게 자명하게 되어야 한다.
막 두께 변화들을 특성화하는 것은 반도체 제조에서의 프로세스 제어에 중요할 수 있는데, 이는 이러한 특성화가 웨이퍼 수율 및 최종 디바이스 성능으로 이어지기 때문이다. 따라서, 전체 웨이퍼에 걸친 막 두께의 빠른 웨이퍼-전체 측정을 가능하게 하는 것이 필수적이다. 막 두께는 전형적으로 기판(예컨대, 웨이퍼, 보드, 또는 패널)에 걸쳐 느리게 변화된다. 따라서, 다수의 경우들에서, 전체 막 두께 특성화를 위해 몇몇 측정 포인트들만으로 충분하다. 다른 경우들에서, 샘플 상의 선택된 위치들 상에서 두께가 모니터링될 필요가 있을 수 있으며, 이 경우에도 제한된 수의 포인트들만으로 충분할 수 있다. 예컨대, 반도체 제조에서, 막들은 기판의 양 면들 상에 퇴적될 수 있다. 그러나, 기판의 복잡한 핸들링 및 높은 처리량을 가능하게 하기 위해 요구되는 빠른 동작으로 인해, 전면 및 후면 표면 분석 둘 모두를 위한 측정 시스템의 구현은 어렵다.
기판의 후면의 두께 측정은 면-내 응력 측정 및 포토리소그래피에서의 오버레이(overlay) 에러들의 예측에 적용될 수 있다. 자유로운 척킹되지 않은 기판의 기판 기하형상의 측정들은, 불균일한 응력-유발 왜곡(distortion)들을 특성화하기 위해, 기판의 후면 상의 막에 대한 두께 데이터와 함께 사용될 수 있다. 기판 기하형상 데이터는 노출 툴 진공 척에 의해 평탄하게 당겨진 기판의 면-내 왜곡과 관련될 수 있으며, 이는 차례로 오버레이 에러와 관련된다.
일부 시스템들에서, 측정들은, 기판이 다른 면 상에서 진공 척킹에 의해 홀딩되는 동안, 기판의 하나의 면 상에서 수행된다. 그러나, 이러한 측정 기법들은 후면 측정들에 적합하지 않은데, 이는 상단/전면으로부터 기판을 척킹하는 것이 표면 결함들 및 표면 오염을 생성할 수 있기 때문이다. 다른 기법들은 용량성 또는 유도성 게이지(gauge)들에 의존한다. 그러나, 이들은 단일 스폿 측정을 위해 또한 설계되고, 불량한 공간 분해능을 제공한다. 전술한 문제들을 해결하기 위해 다수의 기법들이 제안되었다. 예컨대, 일부 솔루션들은, 측정 시간의 감소를 보장하는, 다중-대역, 하이퍼스펙트럴(hyperspectral), 또는 DMD-기반 이미징 시스템들을 포함한다. 그러나, 이들 솔루션들은, 거대하고, 비용이 많이 들고, 전면 및 후면 표면 측정들 둘 모두에 쉽게 적응되지 않는 시스템들을 요구한다.
본 개시내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하기 위한 시스템(100)이 개시된다. 예컨대, 도 1a는 샘플(102)(예컨대, 웨이퍼, 보드, 패널, 레티클, 또는 임의의 다른 기판)의 적어도 제1(예컨대, 전면/상단) 표면(104)을 분석하도록 구성된 시스템(100)의 실시예를 예시한다. 시스템(100)은 독립형 시스템일 수 있거나, 또는 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 다기능 분석 툴/시스템의 일부로서 및/또는 프로세스 툴 내에 (예컨대, 하드웨어 모듈로서) 통합될 수 있다. 예컨대, 시스템(100)은 프로세스 툴을 위한 웨이퍼 핸들러 내에 및/또는 다기능 분석 툴/시스템으로서 통합될 수 있고, 이에 의해, 막 두께 특성화에 부가하여 다른 타입의 분석(예컨대, 오버레이 계측, 검사, 임계 치수(CD) 측정들 등)을 가능하게 할 수 있다.
실시예들에서, 시스템(100)은 샘플(102)을 지지(예컨대, 홀딩 또는 운반)하도록 구성된 하나 이상의 지지 부재들(132)을 포함한다. 예컨대, 하나 이상의 지지 부재들(132)은 샘플 스테이지, 하나 이상의 척들 등을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 지지 부재들(132)은 후면 표면(106)이 적어도 부분적으로 노출되도록 샘플을 지지한다. 예컨대, 하나 이상의 지지 부재들(132)은, 샘플의 후면 표면(106)과 접촉하지 않으면서 또는 후면 표면(106)의 제한된 부분과만 접촉함으로써, 샘플을 지지하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 하나 이상의 지지 부재들(132)은, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 전부 또는 대부분이 노출된 상태로 남도록, 샘플(102)의 2개 이상의 에지들과 접촉함으로써, 샘플(102)을 지지하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 지지 부재들(132)은, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 제2 부분(예컨대, 내측 부분)이 노출된 상태로 남도록, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 제1 부분(예컨대, 에지 또는 에지-인근 부분)과 접촉함으로써, 샘플(102)을 지지하도록 구성된다.
시스템(100)은 조명 소스(118)에 광학적으로 커플링된 복수의 송신 광섬유들(114)을 갖는 조명 소스(118), 및 검출기(122)에 광학적으로 커플링된 복수의 수신 광섬유들(116)을 갖는 검출기(122)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 조명 소스(118)는 적어도 하나의 광대역 조명 소스를 포함한다. 예컨대, 조명 소스(118)는 방전 플라즈마 광 소스(예컨대, 방전 플라즈마 램프), 레이저 구동형 또는 레이저 지속형 플라즈마 광 소스, 및/또는 초연속(supercontinuum) 광 소스(예컨대, 초연속 레이저)를 포함할 수 있다. 스펙트럼 필터링이 조명 소스(118)에 (예컨대, 하나 이상의 필터 엘리먼트들에 의해) 적용되어, 더 짧은 파장들을 차단하고, 시간이 경과에 따른 (예컨대, 솔라리제이션(solarization)으로부터의) 광섬유들(114 및/또는 116)의 열화를 감소시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기(122)는 적어도 하나의 분광계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 검출기(122)는 적어도 하나의 이미징 분광계, 카메라, 포토다이오드, 또는 포토다이오드 어레이 등을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 시스템(100)은 조명 소스(118)에 광학적으로 커플링된 제1 스위치(120)를 포함한다. 시스템(100)은 검출기(122)에 광학적으로 커플링된 제2 스위치(124)를 더 포함할 수 있다. 송신 광섬유들(114)은 제1 스위치(120)에 커플링될 수 있으며, 여기서, 제1 스위치(120)는 복수의 송신 광섬유들(114) 중 적어도 하나의 송신 광섬유(114)에 조명 소스(118)를 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 마찬가지로, 수신 광섬유들(116)은 제2 스위치(124)에 커플링될 수 있으며, 여기서, 제2 스위치(124)는 복수의 수신 광섬유들(116) 중 적어도 하나의 수신 광섬유(116)에 검출기(122)를 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 제1 스위치(120) 및 제2 스위치(124)는 광학 스위치들이다. 예컨대, 제1 스위치(120)는 1xM 광학 스위치일 수 있으며, 여기서, M은 2보다 큰 실수이다. 마찬가지로, 제2 스위치(124)는 Nx1 광학 스위치일 수 있으며, 여기서 N은 2보다 큰 실수이다. 일부 실시예들에서, M은 N과 동일하다. 일부 실시예들에서, 제1 스위치(120) 및/또는 제2 스위치(124)는 다중 입력 다중 출력(MIMO) 스위치일 수 있다. 예컨대, 실시예에서, 제1 스위치(120)는 송신 광섬유들(114) 중 각각의 송신 광섬유들을 2개 이상의 조명 소스들(118)에 광학적으로 커플링시키도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 스위치(124)는 수신 광섬유들(116) 중 각각의 수신 광섬유들을 2개 이상의 검출기들(122)에 광학적으로 커플링시키도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 스위치(예컨대, 스위치(120) 및/또는 스위치(124))는 복수의 스위치들에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 도 2는 계층적 구성으로 함께 링크된 복수의 스위치들(121)을 포함하는 스위치(120)의 실시예를 예시한다. 이러한 방식으로, 스위치(120)는 하나 이상의 송신 광섬유들(114)을 조명 소스(118)와 연결하기 위해 스위치들(121)을 동시에 스위칭함으로써 스위칭될 수 있다. 복수의 서브-스위치들(121)로 스위치(120)를 구현함으로써, 서브-스위치들(121)이 모두 동시에 또는 실질적으로 동시에 스위칭될 수 있기 때문에, 시스템(100)은 그렇지 않은 경우 발생할 수 있는 스위칭 지연들을 피할 수 있다. 예컨대, 섬유들 사이의 기계적 스위칭에 기반하는 단일 스위치의 경우, 스위칭 시간은 포트들의 수에 비례한다. 따라서, 다수의 포트들의 경우, 스위칭 시간이 총 측정 시간의 대부분을 차지할 수 있다. 측정 시간을 감소시키기 위해, 스위치(120)는 다수의 계층들을 포함할 수 있으며, 다수의 계층들 각각은 모듈식 1xM 스위치들(121)을 보유한다. 모든 계층들이 동시에 스위칭될 수 있기 때문에, 스위치(120)에 대한 스위칭 시간은 단일 1xM 스위치(121)의 스위칭 시간과 동일할 것이다. 유사한 방식으로 스위치(124)도 하나 이상의 수신 광섬유들(116)을 검출기(122)와 연결하기 위해 동시에 스위칭될 수 있는 복수의 서브-스위치들로 구현될 수 있다.
다시 도 1a를 참조하면, 실시예들에서, 시스템(100)은 복수의 송신 광섬유들(114) 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들(116) 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브들(110)을 더 포함한다. 예컨대, 각각의 프로브(110)는 적어도 하나의 송신 광섬유(114) 및 적어도 하나의 수신 광섬유(116)에 커플링될 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로브들(110) 중 하나 이상은 적어도 하나의 송신 광섬유(114)에 커플링되지만 수신 광섬유(116)에 커플링되지 않을 수 있거나, 또는 적어도 하나의 수신 광섬유(116)에 커플링되지만 송신 광섬유(114)에 커플링되지 않을 수 있다. 시스템(100)은 프로브들(110)을 지지하는 광학 플레이트(optics plate)(108)를 포함할 수 있다. 예컨대, 프로브들(110)은 광학 플레이트(108)에 의해 규정되는 어레이(예컨대, 선형 또는 2차원 어레이)로 구성될 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 프로브들(110)은 광학 플레이트(108)에 의해 규정되는 복수의 개구들 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로브들(110)은, 프로브 엘리먼트들의 교체를 가능하게 하고, (예컨대, 상이한 프로브 엘리먼트들과 함께) 상이한 프로브들(110)을 수용하고, 그리고/또는 광학 플레이트(108) 상의 상이한 위치들 사이에서 프로브들(110)의 이동을 가능하게 하기 위해, 광학 플레이트(108)에 착탈 가능하게 커플링된다. 광학 플레이트(108)는 샘플(102) 위에(예컨대, 도 1a에 도시된 바와 같음) 또는 샘플(102) 아래에 위치(예컨대, 탑재 또는 그렇지 않으면 지지)될 수 있다. 일부 실시예들에서(예컨대, 도 1b에 도시된 바와 같음), 시스템(100)은 샘플(102) 위에 위치한 제1 광학 플레이트(108), 및 샘플(102) 아래에 위치한 제2 광학 플레이트(134)를 포함한다. 이러한 구성들은 도 1b를 참조하여 본원에서 더 설명된다.
일부 실시예들에서, 광학 플레이트(108) 및 하나 이상의 지지 부재들(132)은 도 1c에 도시된 진공 척 시스템(500)과 같은 진공 척 시스템으로 대체될 수 있다. 실시예들에서, 진공 척 시스템(500)은 진공 공급 포트에 유동적으로(fluidically) 커플링된 복수의 흡인 포트들(504)을 갖는 기판(502)을 포함한다. 진공 공급 포트는 진공 펌프(506)에 유동적으로 커플링될 수 있으며, 진공 펌프(506)는 샘플(102)이 흡인력에 의해 기판(502)에 대해 홀딩될 수 있도록 흡인 포트들(504)을 통해 공기를 흡인하도록 구성된다. 실시예들에서, 기판(502)은 광학 프로브들(110)을 위한 복수의 개구들(508)을 더 포함한다. 이러한 방식으로, 진공 척 시스템(500)은 광학 플레이트 및 지지 부재의 역할을 할 수 있다. 일부 애플리케이션들은 웨이퍼 휨이 막 계측 정확성의 정밀도를 제한할 수 있기 때문에 평탄한 웨이퍼(flat wafer)를 요구할 수 있다. 진공 척 시스템(500)은 웨이퍼 휨을 감소시키는 것을 도울 수 있고, 시스템(100)의 나머지의(즉, 진공 척 시스템(500)에 의한 하나 이상의 지지 부재들(132) 및 광학 플레이트(108)의 대체 이외의) 설계를 수정할 필요 없이 시스템(100) 내에 원활하게 통합될 수 있다. 샘플(102)을 척킹하는 것은 막 계측에 대한 휨의 영향들을 제거하기 위해 샘플을 평탄한 상태로 유지할 것이다. 진공 척 시스템(500)은 또한, 처리량을 개선할 수 있다. 척킹되지 않은 웨이퍼는 일부 진동 주파수를 가질 것이며, 이는 신뢰성 있는 측정이 수행될 수 있기 전에 감쇠될 필요가 있다. 진공 척 시스템(500)에 의해, 척킹이 거의 즉각적으로 발생하고, 이에 의해, 툴 처리량이 개선된다.
일부 실시예들에서, 송신 광섬유(114) 및 수신 광섬유(116)는, 다중-단자(예컨대, 적어도 3-단자) 커넥터(112), 이를테면, 분기 섬유 다발(bifurcated fiber bundle), 팬-아웃 케이블(fan-out cable), Y-케이블 등에 의해, 각각의 프로브(110)에 커플링된다. 조명은 다중-단자 커넥터들(112)을 통해 소스(118)로부터 프로브들(110)로 그리고 프로브들(110)로부터 검출기(122)로 전달될 수 있다. 예컨대, 각각의 다중-단자 커넥터(112)는 적어도 3개의 단자들(예컨대, 각각의 송신 광섬유(114)에 연결된 제1 단자, 각각의 수신 광섬유(116)에 연결된 제2 단자, 및 각각의 프로브(110)에 연결된 제3 단자)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 프로브(110)는 부가적으로 또는 대안적으로, 송신 광섬유(114)의 일부 및/또는 수신 광섬유(116)의 일부를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3a에 도시된 바와 같이, 프로브(110)는 송신 광섬유(114)의 일부 및 수신 광섬유(116)의 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징(111)을 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 하우징(111)은 다중-단자 커넥터(112), 또는 다중-단자 커넥터(112)에 광학적으로 커플링된 광학 엘리먼트들(예컨대, 섬유들, 렌즈들 등)의 적어도 일부를 둘러싼다.
샘플(102)의 기하학적 특성들 및 시스템(100)의 시간적 안정성과 관련된 측정 정확성 및 반복성은 센서 프로브들(110)의 복잡성을 규정할 수 있다. 예컨대, 센서 프로브들(110)은 오토포커스(autofocus) 및/또는 능동 틸트(tilt) 보상 광학기들 및/또는 기계적 구조들을 포함할 수 있다. 샘플(102) 휨은, 위치, 그리고 특히, 샘플(102)의 에지까지의 거리에 따라, 샘플(102)로부터의 조명의 반사각에 영향을 미칠 수 있다. 다른 한편으로, 반사각의 변화는 파장-의존적인 문제에서 수신기에서의 커플링 효율을 변화시킬 수 있다. 이 경우에서, 휨 영향에 대해 층 두께/인덱스 변화들로 인한 스펙트럼 변화들을 분리하는 것이 어려울 수 있다. 커플링 효율에 대한 샘플(102) 휨의 영향을 피하기 위해, 프로브들(110)은 송신 광섬유(114) 출력 및/또는 수신 광섬유(116) 입력과 직렬로 하나 이상의 광학 엘리먼트를 가질 수 있다. 예컨대, 도 3b 및 3c는 송신 광섬유(114) 및/또는 수신 광섬유(116)와 직렬로 하나 이상의 광학 엘리먼트를 갖는 프로브(110) 구성의 실시예들을 예시한다. 실시예들에서, 하나 이상의 광학 엘리먼트들은 포커싱 렌즈(113), 콜리메이팅 렌즈(115), 용도가 조합된(예컨대, 콜리메이팅 및 포커싱) 렌즈(117), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지는 않음). 일부 실시예들에서, 하나 이상의 광학 엘리먼트들은, 송신 광섬유(114) 및 수신 광섬유(116)의 각각의 부분들에 커플링되고 그리고/또는 그 각각의 부분들을 포함하는 프로브(110)와 직렬로 연결된다. 예컨대, 프로브(110)는 이의 구조 내에(예컨대, 하우징(111) 내에 또는 하우징(111)에 의해 지지된) 하나 이상의 광학 엘리먼트를 포함할 수 있거나, 또는 그렇지 않으면, 하나 이상의 광학 엘리먼트들에 커플링될 수 있다.
프로브들(110)은 (예컨대, 송신 광섬유들(114)로부터의 조명을 통해) 샘플(102)의 표면(104)의 각각의 부분들을 조명하도록 구성될 수 있고, (예컨대, 수신 광섬유들(116)을 통한 검출기(122)로의 송신을 위해) 샘플(102)의 표면(104)의 각각의 부분들으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성된다. 예컨대, 제1 스위치(120)는, 프로브들(110) 중 각각의 프로브들을 통해 샘플(102)의 표면(104)의 적어도 하나의 부분을 조명하기 위해, 적어도 하나의 송신 광섬유(114)에 조명 소스(118)를 광학적으로 커플링시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2 스위치(124)는, 프로브들(110) 중 각각의 프로브, 또는 가능하게는, 샘플(102)의 표면을 조명하였던 프로브(110)에 매우 근접해 있는 프로브들(110) 중 다른 하나의 프로브를 통해, 샘플(102)의 표면(104)의 조명된 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신(및 검출)하기 위해, 적어도 하나의 수신 광섬유(116)에 검출기(122)를 광학적으로 커플링시킬 수 있다. 일부 구현들에서, 샘플(102)의 표면(104)을 조명하고 샘플(102)의 표면(104)으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수집함으로써, 프로브들(110)에 의해 조명된 모든 각각의 스폿(예컨대, 샘플(102)의 부분)에 대해 반사 스펙트럼이 측정될 수 있다. 특정 패턴으로 광학 플레이트(108) 상에 탑재된 다수의 프로브들(110)에 의해, 샘플(102)을 작동시킬 필요 없이, 샘플 표면(104)의 전부 또는 대부분에 대한 반사 스펙트럼들의 세트가 측정될 수 있다.
도 4는, 소스 조명(202) 그리고 또한 반사된 조명(204)을 포함하는, 프로브(110)에서의 조명 세기 분포(200)의 예를 예시한다. 보이는 바와 같이, 소스 조명(202)은 프로브(110)의 광축(OA)(206)으로부터 축을 벗어나 있다. 일부 실시예들에서, 광축(206)은 하나 이상의 광학 엘리먼트들의 중심 축에 의해 규정된다. 소스 조명(202)이 축을 벗어나 있는 경우, 반사된 조명(204)은 소스 조명(202)을 오버레이하는 것이 아니라 광축(206)의 다른 측에서 입사한다. 반사된 조명(204)은 광축(206)으로부터 소스 조명(202)과 동일한 거리에 있을 수 있다. 이러한 설계는 공간적으로 분리된 광 소스 및 반사된 조명 경로들을 가능하게 하여, 반사된 조명이 더 효율적으로 수집될 수 있게 한다. 수신 광섬유(116)는 최소의 손실들로 모든 파장들의 반사된 조명을 수집할 정도로 충분히 크게 제조될 수 있고, 또한, 섬유의 에탕듀(etendue)를 감소시킬 정도로 충분히 작게 제조될 수 있다. 수신 광섬유(116)의 에탕듀는 수신 광섬유(116)가 커넥터(112), 스위치(124), 및/또는 검출기(122)의 에탕듀에 적응(예컨대, 매칭 또는 거의 매칭)되도록 선택될 수 있다.
도 5a 내지 5e는 프로브(110)에서의 이미지 위치에 대한 샘플 휨의 영향을 예시한다. 프로브(110)가 샘플(102)의 에지에 가까이 있을 때 샘플 표면(104)의 틸트로 인해 이미지가 시프팅되는 것을 볼 수 있다. 예컨대, 조명 세기 분포(300)는 복수의 프로브 위치들에 대해 도 5a 내지 도 5e에 예시되어 있으며, 여기서, 소스 조명(302)이 일정하게 유지되는 동안, 반사된 조명(304)이 시프팅되는 것을 볼 수 있다. 시스템(100)이 휨 영향들과 무관하게 조명을 검출하는 것을 보장하기 위해, 수신 광섬유(116)는 시프팅된 반사들을 캡처할 정도로 충분히 큰 직경을 갖도록 선택될 수 있다. 예컨대, 도 6은 소스 조명(402)에 대해 오버레이된 상이한 반사된 조명 스폿들(404)을 갖는 조명 세기 분포(400)를 예시한다. 수신 광섬유(116)는, 적어도 모든 반사된 조명 스폿들(404)을 커버하는 원(406)의 직경만큼 큰 직경을 갖도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 축을 벗어난 위치에서, 섬유 헤드 평면에서의 소스 조명의 델타(Δ)는 웨이퍼 평면에서의 입사각(알파(α))에 대응한다. 이 관계는 다음의 방정식에 의해 특성화될 수 있다:
Figure pct00001
. 알파(α)는 상이한 위치들에서의 웨이퍼 상으로의 상이한 입사각으로 인한 스펙트럼 응답의 변화들을 피하기 위해 너무 크지 않아야 한다. 2개의 대표적인 코팅 분포들(예컨대, 실리콘(Si) 웨이퍼의 상단 상의 100 nm 또는 1 μm SiO2)의 반사율 계산으로부터, 편광 영향들을 피하기 위해 최대 입사각이 5도 미만이어야 한다는 결론에 이르게 된다. 이미지 품질 및 색채 이미지 블러(chromatic image blur)들을 개선하기 위해, 한 번에 상이한 유리 재료들의 여러 렌즈들을 사용하거나, 또는 심지어, 굴절/반사 조합들 또는 전반사 설계들(예컨대, 슈바르츠실트(Schwarzschild) 대물 렌즈 등)을 사용하는 것이 유용할 수 있다.
시스템(100)의 대안적인 실시예들에서, 조명 소스(118)에 커플링된 스위치(120)는 다수의 섬유 다발들을 갖는 스플리터 또는 하니스(harness)로 대체될 수 있다. 예컨대, 도 7a 및 도 7b는, 조명 소스(702)에 직접적으로 또는 스플리터/하니스(704)를 통해 커플링된 복수의 송신 광섬유들(706)을 갖는 조명 소스(702)로 대체될 수 있는 시스템(100)의 소스(118) 및 스위치(120) 컴포넌트들을 예시한다. 이러한 아키텍처는 더 간단하고 비용이 더 적게 들 수 있지만, 도 7a의 구성과 비교하여 샘플(102)에서 더 낮은 광 신호를 생성할 수 있는데, 이는, 도 7b의 구성은 복수의 포인트들 사이에서(예컨대, 전체 개수의 송신 광섬유들(706) 사이에서) 동일하게 분할된 광 파워를 갖기 때문이다.
일부 실시예들에서, 검출기(122)에 커플링된 스위치(124)는 또한, 다수의 섬유 다발들을 갖는 스플리터 또는 하니스로 대체될 수 있다. 예컨대, 도 8a 및 도 8b는, 검출기(802)에 직접적으로 또는 스플리터/하니스(804)를 통해 커플링된 복수의 수신 광섬유들(806)을 갖는 검출기(802)로 대체될 수 있는 시스템(100)의 검출기(122) 및 스위치(124) 컴포넌트들을 예시한다. 검출기(802)는 이미징 분광계일 수 있다. 예컨대, 검출기(802)는 다이슨(Dyson) 분광계, 오프너(Offner) 분광계, 또는 임의의 다른 이미징 분광계 시스템을 포함할 수 있다. 도 8b에 예시된 구성은 더 낮은 비용이 들 수 있고, 고속 측정을 제공할 수 있다.
일부 경우들에서, 막 두께 불균일성은 샘플(102)에 걸쳐 빠른 변화들을 갖는다. 이러한 경우에, 공간 분해능 및 스폿들 수에 있어서 상당한 증가가 요구된다. 이를 고려하기 위해, 하나 이상의 지지 부재들(132)이 샘플(102)을 작동시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 지지 부재들(132)은 액추에이터들(예컨대, 모터들, 서보들, 선형 액추에이터들 등)을 포함할 수 있거나 또는 그 액추에이터들에 커플링될 수 있으며, 액추에이터들은 하나 이상의 지지 부재들(132)이 하나 이상의 방향으로 선형적으로 샘플(102)을 이동시키게 하거나, 또는 샘플(102)을 (예컨대, 시계 방향으로 또는 반시계 방향으로) 회전시키도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 대안적으로 또는 부가적으로, 하나 이상의 액추에이터들을 포함하며, 그 액추에이터들은 하나 이상의 방향으로 선형적으로 광학 플레이트(108)를 이동시키도록 구성되거나, 또는 광학 플레이트(108)를 (예컨대, 시계 방향으로 또는 반시계 방향으로) 회전시키도록 구성된다. 이러한 설계의 이점은 확장성과 채널들의 수(예컨대, 시스템 복잡성) 사이에서 허용되는 트레이드오프(tradeoff)들이다. 예컨대, 도 9a는 원의 섹션(902)(예컨대, 45도 섹션)을 형성하는 복수의 프로브들(110)을 갖는 광학 플레이트(108)에 대한 스캔 패턴(900)을 도시한다. 도 9b는 원의 섹션들(902, 904, 906, 908, 910, 912, 914, 및 916)을 조명하기 위해 샘플(102) 및/또는 광학 플레이트(108)를 회전(예컨대, 각각 45도의 8회의 연속 회전들)시킴으로써 생성된 전체 표면 스캔 패턴(900)을 예시한다. 광학 플레이트(108)의 기하형상 및 채널들/프로브들의 수의 선택은, 측정 시간, 공간 분해능, 및 시스템 복잡성을 포함하는(그러나 이에 제한되지는 않음) 기준들에 기반하여 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 예컨대, 도 1b에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 샘플(104)의 후면 표면(106)을 분석하도록 또한 구성될 수 있다. 이러한 실시예들에서, 시스템(100)은 제2 조명 소스(144)에 광학적으로 커플링된 제2 복수의 송신 광섬유들(140)을 갖는 제2 조명 소스(144), 및 제2 검출기(150)에 광학적으로 커플링된 제2 복수의 수신 광섬유들(142)을 갖는 제2 검출기(150)를 더 포함할 수 있다. 제2 조명 소스(144)는 제1 조명 소스(118)와 유사하거나 또는 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 조명 소스(144)는 적어도 하나의 광대역 조명 소스를 포함한다. 예컨대, 제2 조명 소스(144)는 방전 플라즈마 광 소스(예컨대, 방전 플라즈마 램프), 레이저 구동형 또는 레이저 지속형 플라즈마 광 소스, 및/또는 초연속 광 소스(예컨대, 초연속 레이저)를 포함할 수 있다. 스펙트럼 필터링이 제2 조명 소스(144)에 (예컨대, 하나 이상의 필터 엘리먼트들에 의해) 적용되어, 더 짧은 파장들을 차단하고, 시간의 경과에 따른 (예컨대, 솔라리제이션으로부터의) 광섬유들(140 및/또는 142)의 열화를 감소시킬 수 있다. 제2 검출기(150)는 제1 검출기(122)와 유사하거나 또는 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 검출기(150)는 적어도 하나의 분광계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 제2 검출기(150)는 적어도 하나의 이미징 분광계, 카메라, 포토다이오드, 또는 포토다이오드 어레이 등을 포함할 수 있다.
실시예들에서, 시스템(100)은 제2 조명 소스(144)에 광학적으로 커플링된 제3 스위치(146)를 포함한다. 시스템(100)은 제2 검출기(150)에 광학적으로 커플링된 제4 스위치(148)를 더 포함할 수 있다. 제2 송신 광섬유들(140)은 제3 스위치(146)에 커플링될 수 있으며, 여기서, 제3 스위치(146)는 제2 복수의 송신 광섬유들(140) 중 적어도 하나의 송신 광섬유(140)에 제2 조명 소스(144)를 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 마찬가지로, 수신 광섬유들(142)은 제4 스위치(148)에 커플링될 수 있으며, 여기서, 제4 스위치(148)는 제2 복수의 수신 광섬유들(142) 중 적어도 하나의 수신 광섬유(142)에 제2 검출기(150)를 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 제3 스위치(146) 및 제4 스위치(148)는 각각, 제1 스위치(120) 및 제2 스위치(124)의 하나 이상의 실시예들와 유사하거나 또는 동일할 수 있다.
시스템(100)은 제2 복수의 송신 광섬유들(140) 중 각각의 송신 광섬유들 및 제2 복수의 수신 광섬유들(142) 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 제2 복수의 프로브들(136)을 더 포함할 수 있다. 제2 복수의 프로브들(136)은 샘플(102)의 제2(후면) 표면(106) 근처에 배치될 수 있는 한편, 제1 복수의 프로브들(110)은 샘플(102)의 제1(상단/전면) 표면(104) 근처에 배치된다. 프로브들(136)은 본원에서 이전에 설명된 프로브들(110)의 하나 이상의 실시예들과 유사하거나 또는 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 송신 광섬유(140) 및 수신 광섬유(142)는, 다중-단자(예컨대, 적어도 3-단자) 커넥터(138), 이를테면, 분기 섬유 다발, 팬-아웃 케이블, Y-케이블 등에 의해, 각각의 프로브(136)에 커플링된다. 조명은 다중-단자 커넥터들(138)을 통해 소스(144)로부터 프로브들(136)로 그리고 프로브들(136)로부터 검출기(150)로 전달될 수 있다. 예컨대, 각각의 다중-단자 커넥터(138)는 적어도 3개의 단자들(예컨대, 각각의 송신 광섬유(140)에 연결된 제1 단자, 각각의 수신 광섬유(142)에 연결된 제2 단자, 및 각각의 프로브(136)에 연결된 제3 단자)를 포함할 수 있다. 실시예들에서, 프로브(136)는 부가적으로 또는 대안적으로, 송신 광섬유(114)의 일부 및/또는 수신 광섬유(116)의 일부를 포함할 수 있다.
시스템(100)은 프로브들(136)을 지지하는 광학 플레이트(134)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 프로브들(110)은 광학 플레이트(108)에 의해 규정되는 어레이(예컨대, 선형 또는 2차원 어레이)로 구성될 수 있다. 광학 플레이트(134)는 또한, 본원에서 이전에 설명된 광학 플레이트(108)의 하나 이상의 실시예들과 유사하거나 또는 동일할 수 있다. 광학 플레이트(134)는 하나 이상의 지지 부재들(132) 아래에(예컨대, 샘플(102) 아래에) 탑재될 수 있는 한편, 다른 광학 플레이트(108)는 하나 이상의 지지 부재들(132) 위에(예컨대, 샘플(102) 위에) 탑재된다.
프로브들(136)은 (예컨대, 송신 광섬유들(140)로부터의 조명을 통해) 샘플(102)의 후면 표면(106)의 각각의 부분들을 조명하도록 구성될 수 있고, (예컨대, 수신 광섬유들(142)을 통한 검출기(150)로의 송신을 위해) 샘플(102)의 후면 표면(106)의 각각의 부분들으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성된다. 예컨대, 제3 스위치(146)는, 프로브들(136) 중 각각의 프로브들을 통해 샘플(102)의 후면 표면(106)의 적어도 하나의 부분을 조명하기 위해, 적어도 하나의 송신 광섬유(140)에 조명 소스(144)를 광학적으로 커플링시킬 수 있다. 마찬가지로, 제4 스위치(148)는, 프로브들(136) 중 각각의 프로브, 또는 가능하게는, 샘플(102)의 후면 표면(106)을 조명하였던 프로브(136)에 매우 근접해 있는 프로브들(136) 중 다른 하나의 프로브를 통해, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 조명된 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신(및 검출)하기 위해, 적어도 하나의 수신 광섬유(142)에 검출기(150)를 광학적으로 커플링시킬 수 있다. 일부 구현들에서, 샘플(102)의 후면 표면(106)을 조명하고 샘플(102)의 후면 표면(106)으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수집함으로써, 프로브들(136)에 의해 조명된 모든 각각의 스폿(예컨대, 샘플(102)의 부분)에 대해 반사 스펙트럼이 측정될 수 있다. 특정 패턴으로 광학 플레이트(134) 상에 탑재된 다수의 프로브들(136)에 의해, 샘플(102)을 작동시킬 필요 없이, 후면 표면(106)의 전부 또는 대부분에 대한 반사 스펙트럼들의 세트가 측정될 수 있다. 부가적으로, 위에서 설명된 바와 같이, 제1 광학 플레이트(108) 상에 탑재된 상부 프로브들(110)은 샘플(102)의 전면/상단 표면(104)의 전부 또는 대부분에 대한 반사 스펙트럼들을 측정할 수 있다. 이와 관련하여, 샘플(102)을 작동시킬 필요 없이, 샘플(102)의 양 면들이 분석될 수 있다.
여전히 도 1b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 조명 소스들(118 및 144)은 하나 이상의 스위치들(예컨대, 스위치(120) 및/또는 스위치(146))을 갖는 단일 조명 소스로 대체될 수 있으며, 하나 이상의 스위치들은 샘플(102)의 전면/상단 표면(104)을 분석하기 위해 프로브들(110)에 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성되고, 또한, 샘플(102)의 후면 표면(106)을 분석하기 위해 프로브들(136)에 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 또한, 일부 실시예들에서, 검출기들(122 및 150)은 하나 이상의 스위치들(예컨대, 스위치(124) 및/또는 스위치(148))을 갖는 단일 검출기로 대체될 수 있으며, 하나 이상의 스위치들은 샘플(102)의 전면/상단 표면(104)을 분석하기 위해 프로브들(110)에 검출기를 광학적으로 커플링시키도록 구성되고, 또한, 샘플(102)의 후면 표면(106)을 분석하기 위해 프로브들(136)에 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성된다. 이와 관련하여, 시스템(100)은 임의의 수의 조명 소스들, 검출기들, 또는 스위치들을 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 실시예들에서, 시스템(100)은 제어기(126)를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 제어기(126)는 메모리 매체(130) 상에 유지되는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들(128)을 포함한다. 이와 관련하여, 제어기(126)의 하나 이상의 프로세서들(128)은 본 개시내용의 전체에 걸쳐 설명되는 다양한 프로세스 단계들 또는 동작들 중 임의의 것을 실행할 수 있다.
제어기(126)의 하나 이상의 프로세서들(128)은 당업계에 알려져 있는 임의의 프로세싱 엘리먼트를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서들(128)은 알고리즘들 및/또는 명령어들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서-타입 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서들(128)은 데스크톱 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 본 개시내용의 전체에 걸쳐 설명되는 바와 같은 하이브리드 검사 시스템(100)을 동작시키도록 구성된 프로그램을 실행하도록 구성된 임의의 다른 컴퓨터 시스템(예컨대, 네트워크형 컴퓨터)을 포함할 수 있다. "프로세서"라는 용어는, 비일시적 메모리 매체(130)로부터의 프로그램 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세싱 엘리먼트들을 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 규정될 수 있다는 것을 추가로 인식해야 한다.
메모리 매체(130)는 연관된 하나 이상의 프로세서들(128)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하기에 적합한 당업계에 알려져 있는 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 메모리 매체(130)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 메모리 매체(130)는 리드 온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예컨대, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지는 않음). 추가로, 메모리 매체(130)는 하나 이상의 프로세서(128)와 함께 공통 제어기 하우징에 하우징될 수 있다는 것이 유의된다. 일 실시예에서, 메모리 매체(130)는 하나 이상의 프로세서들(128) 및 제어기(126)의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치할 수 있다. 예컨대, 제어기(126)의 하나 이상의 프로세서들(128)은 네트워크(예컨대, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스 가능한 원격 메모리(예컨대, 서버)에 액세스할 수 있다. 따라서, 위의 설명은 본 발명에 대한 제한으로서 해석되는 것이 아니라, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
제어기(126)는 조명 소스(118) 및/또는 조명 소스(144)를 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(126)는 하나 이상의 조명 파라미터들(예컨대, 조명 세기, 파장, 대역폭, 주파수, 스폿 사이즈 등)을 제어하도록 구성될 수 있다. 제어기(126)는 검출기(122) 및/또는 검출기(150)로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(126)는 원시 데이터, 프로세싱된 데이터(예컨대, 두께 측정들), 및/또는 부분적으로 프로세싱된 데이터의 임의의 조합을 수신할 수 있다. 추가로, 본 개시내용의 전체에 걸쳐 설명된 단계들은 단일 제어기(126)에 의해, 또는 대안적으로는 다수의 제어기들에 의해 수행될 수 있다. 부가적으로, 제어기(126)는 공통 하우징 또는 다수의 하우징들 내에 하우징된 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 임의의 제어기 또는 제어기들의 조합은 시스템(100) 내에 통합하는 데 적합한 모듈로서 별도로 패키징될 수 있다. 예컨대, 제어기(126)는 검출기(122) 및/또는 검출기(150)를 위한 중앙 집중식 프로세싱 플랫폼으로서 동작할 수 있고, 하나 이상의 샘플 속성들 또는 파라미터들(예컨대, 막 높이/두께, 표면 균일성/불균일성 등)을 결정하기 위해, (원시 및/또는 부분적으로 프로세싱된) 수신된 데이터에 대한 하나 이상의 분석(예컨대, 측정) 알고리즘들을 구현할 수 있다.
실시예들에서, 제어기(126)는 스위치(120), 스위치(124), 스위치(146), 및/또는 스위치(148)를 제어하도록 구성된다. 예컨대, 제어기(126)는, 스위치(120/146)로 하여금, 샘플(102)의 부분 근처의 프로브(110/136)와 조명 소스(118/144)를 광학적으로 커플링시키게 함으로써, 샘플(102)의 적어도 하나의 부분에 대해 분석 및/또는 측정들을 수행하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(126)는, 스위치(120/146)로 하여금, 프로브(110/136)와 연관된(예컨대, 커플링된) 적어도 하나의 송신 광섬유(114/140)에 조명 소스(118/144)를 광학적으로 커플링시키게 하도록 구성될 수 있고, 스위치(124/148)로 하여금, 프로브(110/136)와 연관된(예컨대, 커플링된) 적어도 하나의 수신 광섬유(116/142)(또는 인근 프로브와 연관된 수신 광섬유)에 검출기(122/150)를 광학적으로 커플링시키게 하도록 구성될 수 있다.
제어기(126)는 샘플(102)의 전면/상단 표면(104) 및/또는 후면 표면(106) 상에 스폿별 스캔 패턴을 구현하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(126)는, 스위치(120/146)로 하여금, 샘플(102)의 다른(다음) 부분 근처의 프로브(110/136)와 조명 소스(118/144)를 광학적으로 커플링시키게 함으로써, 샘플(102)의 적어도 하나의 다른 부분(예컨대, 다음 스폿)에 대해 분석 및/또는 측정들을 수행하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(126)는, 스위치(120/146)로 하여금, 다른(다음) 프로브(110/136)와 연관된(예컨대, 커플링된) 적어도 하나의 다른(다음) 송신 광섬유(114/140)에 조명 소스(118/144)를 광학적으로 커플링시키게 하도록 구성될 수 있고, 스위치(124/148)로 하여금, 다른(다음) 프로브(110/136)와 연관된(예컨대, 커플링된) 적어도 하나의 수신 광섬유(116/142)에 검출기(122/150)를 광학적으로 커플링시키게 하도록 구성될 수 있다.
제어기(126)는 또한, 샘플(102)의 전면/상단 표면(104) 및/또는 후면 표면(106) 상에 평행한 다중-스폿 스캔 패턴을 구현하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(126)는, 스위치(120/146)로 하여금, 샘플(102)의 2개 이상의 부분들 근처의 2개 이상의 프로브들(110/136)과 조명 소스(118/144)를 광학적으로 커플링시키게 함으로써, 샘플(102)의 2개 이상의 부분들(예컨대, 스폿들)에 대해 분석 및/또는 측정들을 동시에(또는 적어도 부분적으로 병렬로) 수행하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(126)는, 스위치(120/146)로 하여금, 2개 이상의 프로브들(110/136)과 연관된(예컨대, 커플링된) 2개 이상의 송신 광섬유들(114/140)에 조명 소스(118/144)를 광학적으로 커플링시키게 하도록 구성될 수 있고, 스위치(124/148)로 하여금, 2개 이상의 프로브들(110/136)과 연관된(예컨대, 커플링된) 2개 이상의 수신 광섬유들(116/142)에 검출기(122/150)를 광학적으로 커플링시키게 하도록 구성될 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따라, 다수의 프로브들로 샘플을 분석하는 방법(1000)에서 수행되는 단계들을 예시한다. 출원인은 시스템(100)의 상황에서 본원에서 이전에 설명된 실시예들 및 가능하게 하는 기술들이 방법(1000)으로 확장되도록 해석되어야 한다는 점을 언급한다. 그러나, 방법(1000)은 시스템(100)의 아키텍처로 제한되지 않는다는 것도 또한 유의해야 된다.
단계(1002)에서, 방법(1000)은, 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브들 근처에서 하나 이상의 지지 부재들로 샘플을 지지하는 단계를 포함한다. 예컨대, 시스템(100)의 하나 이상의 지지 부재들(132)은 송신 광섬유들(114) 중 각각의 송신 광섬유들 및 수신 광섬유들(116) 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 프로브들(110) 근처에서(예컨대, 인근에서) 샘플(102)을 지지할 수 있다.
단계(1004)에서, 방법(1000)은, 샘플의 표면의 적어도 일부를 조명하기 위해, 제1 스위치를 사용하여, 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 조명 소스를 광학적으로 커플링시키는 단계를 포함한다. 예컨대, 스위치(120)는, 샘플(102)의 표면(104)의 일부를 조명하기 위해 활용되는 프로브(110)와 연관된 송신 광섬유(114)에 조명 소스(118)를 광학적으로 커플링시키도록 (제어기(126)를 통해 자동으로 또는 수동으로) 구성될 수 있다. 프로브(110)는 수신 광섬유들(116) 중 각각의 수신 광섬유에도 또한 커플링될 수 있다.
단계(1006)에서, 방법(1000)은, 샘플의 표면의 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하기 위해, 제2 스위치를 사용하여, 적어도 하나의 수신 광섬유에 검출기를 광학적으로 커플링시키는 단계를 포함한다. 예컨대, 스위치(124)는, 샘플(102)의 표면(104)의 일부를 조명하기 위해 활용되는 프로브(110)와 연관된 수신 광섬유(116), 또는 다른(인근) 프로브(110)와 연관된 수신 광섬유(116)에 검출기(122)를 광학적으로 커플링시키도록 (제어기(126)를 통해 자동으로 또는 수동으로) 구성될 수 있다.
방법(1000)은, 스폿별 스캐닝 알고리즘으로 또는 2개 이상의 부분들(스폿들)을 병렬로 스캐닝함으로써 샘플의 추가 부분들을 스캐닝하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 방법(1000)은, 샘플의 표면의 적어도 하나의 다른 부분을 조명하기 위해, 제1 스위치를 사용하여, 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 다른 송신 광섬유에 조명 소스를 광학적으로 커플링시키는 단계(1008)를 포함할 수 있다. 예컨대, 스위치(120)는, 샘플(102)의 표면(104)의 다른 부분을 조명하기 위해 활용되는 다른 프로브(110)와 연관된 다른 송신 광섬유(114)에 조명 소스(118)를 광학적으로 커플링시키도록 (제어기(126)를 통해 자동으로 또는 수동으로) 구성될 수 있다. 방법(1000)은, 샘플의 표면의 다른 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하기 위해, 제2 스위치를 사용하여, 적어도 하나의 다른 수신 광섬유에 검출기를 광학적으로 커플링시키는 단계(1010)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 스위치(124)는, 샘플(102)의 표면(104)의 다른 부분을 조명하기 위해 활용되는 다른 프로브(110)와 연관된 수신 광섬유(116), 또는 또 다른(인근) 프로브(110)와 연관된 수신 광섬유(116)에 검출기(122)를 광학적으로 커플링시키도록 (제어기(126)를 통해 자동으로 또는 수동으로) 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 단계들(1004 및 1008) 및/또는 단계들(1006 및 1010)은 (예컨대, 샘플의 2개 이상의 부분들에서 측정들을 수행하기 위해) 적어도 부분적으로 병렬로 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, (예컨대, 스폿별 스캔을 구현하기 위해) 단계(1004)는 단계(1008)에 선행하고, 단계(1006)는 단계(1010)에 선행한다. 일부 실시예들에서, 샘플(102)의 표면(104/106)의 추가 부분들을 스캐닝하기 위해, 샘플(102)이 또한 (예컨대, 선형적으로 또는 회전적으로) 작동되거나, 또는 광학 플레이트(108/134) 및 프로브들(110/136)이 (예컨대, 선형적으로 또는 회전적으로) 작동될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방법(1000)은, 샘플의 전면/상단 표면 및 샘플의 후면 표면 상에서 분석(예컨대, 측정들)을 수행하는 단계를 포함한다. 예컨대, 방법(1000)은, 제2 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 제2 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 제2 복수의 프로브들 근처에서 하나 이상의 지지 부재들로 샘플을 지지하는 단계(1012)를 포함할 수 있다. 시스템(100)의 하나 이상의 지지 부재들(132)은 송신 광섬유들(140) 중의 각각의 송신 광섬유들 및 수신 광섬유들(142) 중의 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 프로브들(136) 근처에서(예컨대, 인근에서) 샘플(102)을 지지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 지지 부재들(132)은 후면 표면(106)이 적어도 부분적으로 노출되도록 샘플을 지지한다. 예컨대, 하나 이상의 지지 부재들(132)은, 샘플의 후면 표면(106)과 접촉하지 않으면서 또는 후면 표면(106)의 제한된 부분과만 접촉함으로써, 샘플을 지지하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 하나 이상의 지지 부재들(132)은, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 전부 또는 대부분이 노출된 상태로 남도록, 샘플(102)의 2개 이상의 에지들과 접촉함으로써, 샘플(102)을 지지하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 지지 부재들(132)은, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 제2 부분(예컨대, 내측 부분)이 노출된 상태로 남도록, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 제1 부분(예컨대, 에지 또는 에지-근처 부분)과 접촉함으로써, 샘플(102)을 지지하도록 구성된다.
방법(1000)은, 샘플의 후면 표면의 적어도 하나의 부분을 조명하기 위해, 제2 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 제2 조명 소스를 광학적으로 커플링시키는 단계(1014)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 스위치(146)는, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 일부를 조명하기 위해 활용되는 프로브(136)와 연관된 송신 광섬유(140)에 제2 조명 소스(144)를 광학적으로 커플링시키도록 (제어기(126)를 통해 자동으로 또는 수동으로) 구성될 수 있다. 프로브(136)는 수신 광섬유들(142) 중 각각의 수신 광섬유에도 또한 커플링될 수 있다.
방법(1000)은, 샘플의 후면 표면의 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하기 위해, 제2 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에 제2 검출기를 광학적으로 커플링시키는 단계(1016)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 스위치(148)는, 샘플(102)의 후면 표면(106)의 일부를 조명하기 위해 활용되는 프로브(136)와 연관된 수신 광섬유(142), 또는 다른(인근) 프로브(136)와 연관된 수신 광섬유(142)에 제2 검출기(150)를 광학적으로 커플링시키도록 (제어기(126)를 통해 자동으로 또는 수동으로) 구성될 수 있다.
본원에서 설명되는 시스템(100) 및 방법론(1000)은 다수의 이점들을 제공하며, 이들 중 일부는 다음을 포함한다. 시스템(100) 및 방법(1000)은 기존의 계측, 검사, 또는 프로세스 툴의 기판 핸들링 프론트 엔드(때때로, 장비 프론트-엔드 모듈(Equipment Front-End Module) 또는 EFEM으로 지칭됨)와 쉽게 통합될 수 있는 막 두께 계측 모듈을 구현하는 데 사용될 수 있다. 샘플 상의 여러 위치들이 매우 짧은 시간량(예컨대, 5초 이하) 내에 샘플링될 수 있기 때문에, 시스템(100) 및 방법(1000)은 호스트 장비 또는 툴의 처리량에 최소로 영향을 미치게 될 것이다. 시스템(100) 및 방법(1000)은 기판 상의 다양한 위치들을 샘플링하기 위한 고속 이동 스테이지과 비교하여 상당한 비용 절감들을 제공할 수 있다. 게다가, 시스템(100) 및 방법(1000)은 샘플 기판의 전면 또는 (때로는 더 중요하게는) 후면 상에 퇴적된 막 스택의 막 두께 및 굴절률을 측정할 수 있다. 기판의 후면 표면 상에 막이 퇴적될 수 있는 반도체 제조의 프로세스 단계들의 수가 급격히 증가하고 있다. 따라서, 시스템(100) 및 방법(1000)은 효과적인 프로세스 제어 및 툴 모니터링 및 검증 메커니즘들을 구현하기 위해 요구되는 중요한 막 두께 계측 정보를 제공할 수 있다.
본원에서 설명되는 내용은 때때로, 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 또는 다른 컴포넌트들과 연결된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그러한 도시된 아키텍처들이 단지 예시적인 것일 뿐이고, 실제로, 동일한 기능성을 달성하는 다수의 다른 아키텍처들이 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 개념적인 의미에서, 동일한 기능성을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 배열이, 원하는 기능성이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 특정 기능성을 달성하기 위해 본원에서 조합되는 임의의 2개의 컴포넌트들은, 아키텍처들 또는 중간 컴포넌트들과 무관하게, 원하는 기능성이 달성되도록 서로 "연관된" 것으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 2개의 컴포넌트들은 또한, 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "연결" 또는 "커플링"된 것으로 볼 수 있으며, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트들은 또한, 원하는 기능성을 달성하기 위해 서로 "커플링 가능한" 것으로 볼 수 있다. 커플링 가능한 것의 특정 예들은 물리적으로 상호작용 가능한 및/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트들, 및/또는 무선으로 상호작용 가능한 및/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트들, 및/또는 국부적으로 상호작용 가능한 및/또는 국부적으로 상호작용하는 컴포넌트들을 포함한다(그러나 이에 제한되지는 않음).
본 개시내용 및 이의 다수의 수반되는 이점들이 전술한 설명에 의해 이해될 것이고, 개시되는 내용으로부터 벗어나지 않으면서, 또는 이의 모든 물질적 이점들을 희생하지 않으면서, 컴포넌트들의 형태, 구성, 및 배열의 다양한 변화들이 이루어질 수 있다는 것이 자명할 것으로 여겨진다. 설명된 형태는 단지 설명적인 것일 뿐이며, 다음의 청구범위는 그러한 변화들을 포괄 및 포함하도록 의도된다. 게다가, 본 발명이 첨부된 청구범위에 의해 규정된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (53)

  1. 샘플을 분석하기 위한 시스템으로서,
    샘플을 지지하도록 구성된 하나 이상의 지지 부재;
    조명 소스;
    상기 조명 소스에 광학적으로 커플링된 제1 스위치;
    상기 제1 스위치에 커플링된 복수의 송신 광섬유들 ― 상기 제1 스위치는 상기 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 상기 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성됨 ―;
    검출기;
    상기 검출기에 광학적으로 커플링된 제2 스위치;
    상기 제2 스위치에 커플링된 복수의 수신 광섬유들 ― 상기 제2 스위치는 상기 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에 상기 검출기를 광학적으로 커플링시키도록 구성됨 ―; 및
    상기 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 상기 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브(probe)들
    을 포함하고, 상기 복수의 프로브들은 상기 샘플의 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성되고, 상기 샘플의 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 송신 광섬유 및 상기 적어도 하나의 수신 광섬유는, 분기 섬유 다발(bifurcated fiber bundle), 팬-아웃 케이블(fan-out cable), 또는 Y-케이블 중 적어도 하나에 의해, 상기 복수의 프로브들 중 적어도 하나의 프로브에 커플링되는, 샘플 분석 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로브들 중 적어도 하나의 프로브는 상기 적어도 하나의 송신 광섬유의 일부 및 상기 적어도 하나의 수신 광섬유의 일부를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로브는 상기 적어도 하나의 송신 광섬유의 일부 및 상기 적어도 하나의 수신 광섬유의 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 더 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 송신 광섬유 또는 상기 적어도 하나의 수신 광섬유 중 적어도 하나와 직렬로 연결된 하나 이상의 광학 엘리먼트를 더 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학 엘리먼트는 적어도 하나의 포커싱 렌즈(focusing lens)를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학 엘리먼트는 적어도 하나의 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학 엘리먼트는, 상기 적어도 하나의 송신 광섬유 및 상기 적어도 하나의 수신 광섬유에 커플링되는 적어도 하나의 프로브와 직렬로 연결되는, 샘플 분석 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로브는 상기 하나 이상의 광학 엘리먼트를 포함하거나, 또는 상기 하나 이상의 광학 엘리먼트에 커플링되는, 샘플 분석 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 프로브들을 지지하도록 구성된 광학 플레이트(optics plate)를 더 포함하며,
    상기 복수의 프로브들은 상기 광학 플레이트에 의해 규정되는 복수의 개구들 내에 적어도 부분적으로 배치되는, 샘플 분석 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치에 통신 가능하게 커플링된 적어도 하나의 제어기를 더 포함하며,
    상기 적어도 하나의 제어기는,
    상기 제1 스위치로 하여금 상기 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 상기 조명 소스를 광학적으로 커플링시키게 하는 것; 및
    상기 제2 스위치로 하여금 상기 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에 상기 검출기를 광학적으로 커플링시키게 하는 것에 의해, 상기 샘플의 적어도 하나의 부분을 분석하도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제어기는,
    상기 제1 스위치로 하여금 상기 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 다른 송신 광섬유에 상기 조명 소스를 광학적으로 커플링시키게 하는 것; 및
    상기 제2 스위치로 하여금 상기 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 다른 수신 광섬유에 상기 검출기를 광학적으로 커플링시키게 하는 것에 의해, 상기 샘플의 적어도 하나의 다른 부분을 분석하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 다른 송신 광섬유 및 상기 적어도 하나의 다른 수신 광섬유는 상기 복수의 프로브들 중 다른 프로브에 커플링되는, 샘플 분석 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 제1 스위치로 하여금 상기 복수의 송신 광섬유들 중 2개 이상의 송신 광섬유들에 상기 조명 소스를 광학적으로 커플링시키게 하는 것; 및
    상기 제2 스위치로 하여금 상기 복수의 수신 광섬유들 중 2개 이상의 수신 광섬유들에 상기 검출기를 광학적으로 커플링시키게 하는 것에 의해, 상기 샘플의 2개 이상의 부분들을 동시에 분석하도록 구성되며,
    상기 2개 이상의 송신 광섬유들 및 상기 2개 이상의 수신 광섬유들은 상기 복수의 프로브들 중 2개 이상의 각각의 프로브들에 커플링되는, 샘플 분석 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 하나 이상의 방향으로 상기 샘플을 작동시키도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 샘플을 회전시키도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조명 소스는 적어도 하나의 광대역 조명 소스를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광대역 조명 소스는, 방전 플라즈마 광 소스, 레이저 구동형 플라즈마 광 소스, 또는 초연속(supercontinuum) 광 소스, 중 적어도 하나를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 검출기는 분광계를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 샘플은, 웨이퍼, 레티클(reticle), 또는 패널, 중 적어도 하나를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  20. 제1항에 있어서,
    제2 조명 소스;
    상기 제2 조명 소스에 광학적으로 커플링된 제3 스위치;
    상기 제3 스위치에 커플링된 제2 복수의 송신 광섬유들 ― 상기 제3 스위치는 상기 제2 복수의 송신 광섬유들 중의 송신 광섬유에 상기 제2 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성됨 ―;
    제2 검출기;
    상기 제2 검출기에 광학적으로 커플링된 제4 스위치;
    상기 제4 스위치에 커플링된 제2 복수의 수신 광섬유들 ― 상기 제4 스위치는 상기 제2 복수의 수신 광섬유들 중의 수신 광섬유에 상기 제2 검출기를 광학적으로 커플링시키도록 구성됨 ―; 및
    상기 제2 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 상기 제2 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 제2 복수의 프로브들
    을 더 포함하고, 상기 제2 복수의 프로브들은 상기 샘플의 후면 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성되고, 상기 샘플의 후면 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 상기 샘플의 2개 이상의 에지들과 접촉함으로써 상기 샘플을 지지하도록 구성되며,
    상기 샘플의 후면 표면의 적어도 일부가 노출된 상태로 남겨지는, 샘플 분석 시스템.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 상기 샘플의 후면 표면의 제1 부분과 접촉함으로써 상기 샘플을 지지하도록 구성되며,
    상기 샘플의 후면 표면의 제2 부분은 노출된 상태로 남겨지는, 샘플 분석 시스템.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 흡인력으로 상기 기판에 대해 상기 샘플을 홀딩(hold)하기 위한 복수의 흡인 포트들을 갖는 기판을 포함하며,
    상기 기판은 상기 복수의 프로브들을 지지하도록 구성되고, 상기 복수의 프로브들은 상기 기판에 의해 규정되는 복수의 개구들 내에 적어도 부분적으로 배치되는, 샘플 분석 시스템.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 시스템은, 프로세스 툴 또는 다기능 분석 툴 중 적어도 하나를 위한 웨이퍼 핸들러(wafer handler) 내에 통합되도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  25. 샘플을 분석하기 위한 시스템으로서,
    샘플을 지지하도록 구성된 하나 이상의 지지 부재;
    조명 소스;
    상기 조명 소스에 광학적으로 커플링된 복수의 송신 광섬유들;
    검출기;
    상기 검출기에 광학적으로 커플링된 복수의 수신 광섬유들; 및
    상기 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 상기 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 복수의 프로브들
    을 포함하고, 상기 복수의 프로브들은 상기 샘플의 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성되고, 상기 샘플의 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 송신 광섬유들에 상기 조명 소스를 광학적으로 커플링시키도록 구성된 제1 스플리터(splitter); 및
    상기 복수의 수신 광섬유들에 상기 검출기를 광학적으로 커플링시키도록 구성된 제2 스플리터
    를 더 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  27. 제25항에 있어서,
    송신 광섬유 및 수신 광섬유는, 분기 섬유 다발, 팬-아웃 케이블, 또는 Y-케이블 중 적어도 하나에 의해, 상기 복수의 프로브들 중 각각의 프로브에 커플링되는, 샘플 분석 시스템.
  28. 제25항에 있어서,
    적어도 하나의 프로브는 송신 광섬유의 일부 및 수신 광섬유의 일부를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로브는 상기 송신 광섬유의 일부 및 상기 수신 광섬유의 일부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 더 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  30. 제25항에 있어서,
    송신 광섬유 또는 수신 광섬유 중 적어도 하나와 직렬로 연결된 하나 이상의 광학 엘리먼트를 더 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학 엘리먼트는 적어도 하나의 포커싱 렌즈를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 하나 이상의 광학 엘리먼트는 적어도 하나의 콜리메이팅 렌즈를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  33. 제30항에 있어서,
    적어도 하나의 프로브는 상기 하나 이상의 광학 엘리먼트를 포함하거나, 또는 상기 하나 이상의 광학 엘리먼트에 커플링되는, 샘플 분석 시스템.
  34. 제25항에 있어서,
    상기 복수의 프로브들을 지지하도록 구성된 광학 플레이트를 더 포함하며,
    상기 복수의 프로브들은 상기 광학 플레이트에 의해 규정되는 복수의 개구들 내에 적어도 부분적으로 배치되는, 샘플 분석 시스템.
  35. 제25항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 하나 이상의 방향으로 상기 샘플을 작동시키도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  36. 제25항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 샘플을 회전시키도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  37. 제25항에 있어서,
    상기 조명 소스는 적어도 하나의 광대역 조명 소스를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광대역 조명 소스는, 방전 플라즈마 광 소스, 레이저 구동형 플라즈마 광 소스, 또는 초연속 광 소스, 중 적어도 하나를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  39. 제25항에 있어서,
    상기 검출기는 분광계를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 분광계는 이미징 분광계를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  41. 제25항에 있어서,
    상기 샘플은, 웨이퍼, 레티클, 또는 패널, 중 적어도 하나를 포함하는, 샘플 분석 시스템.
  42. 제25항에 있어서,
    제2 조명 소스;
    상기 제2 조명 소스에 광학적으로 커플링된 제2 복수의 송신 광섬유들;
    제2 검출기;
    상기 제2 검출기에 광학적으로 커플링된 제2 복수의 수신 광섬유들; 및
    상기 제2 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 상기 제2 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링된 제2 복수의 프로브들
    을 더 포함하고, 상기 제2 복수의 프로브들은 상기 샘플의 후면 표면의 각각의 부분들을 조명하도록 구성되고, 상기 샘플의 후면 표면의 각각의 부분들로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  43. 제42항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 상기 샘플의 2개 이상의 에지들과 접촉함으로써 상기 샘플을 지지하도록 구성되며,
    상기 샘플의 후면 표면의 적어도 일부가 노출된 상태로 남겨지는, 샘플 분석 시스템.
  44. 제42항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 상기 샘플의 후면 표면의 제1 부분과 접촉함으로써 상기 샘플을 지지하도록 구성되며,
    상기 샘플의 후면 표면의 제2 부분은 노출된 상태로 남겨지는, 샘플 분석 시스템.
  45. 제25항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 흡인력으로 상기 기판에 대해 상기 샘플을 홀딩하기 위한 복수의 흡인 포트들을 갖는 기판을 포함하며,
    상기 기판은 상기 복수의 프로브들을 지지하도록 구성되고, 상기 복수의 프로브들은 상기 기판에 의해 규정되는 복수의 개구들 내에 적어도 부분적으로 배치되는, 샘플 분석 시스템.
  46. 제25항에 있어서,
    상기 시스템은, 프로세스 툴 또는 다기능 분석 툴 중 적어도 하나를 위한 웨이퍼 핸들러 내에 통합되도록 구성되는, 샘플 분석 시스템.
  47. 샘플을 분석하는 방법으로서,
    복수의 프로브들 근처에서 하나 이상의 지지 부재로 샘플을 지지하는 단계 ― 상기 복수의 프로브들은 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링됨 ―;
    제1 스위치를 사용하여, 상기 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 조명 소스를 광학적으로 커플링시켜서, 상기 적어도 하나의 송신 광섬유에 커플링된 적어도 하나의 프로브로 상기 샘플의 표면의 적어도 하나의 부분을 조명하는 단계 ― 상기 적어도 하나의 프로브는 또한 상기 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에도 커플링됨 ―; 및
    제2 스위치를 사용하여, 상기 적어도 하나의 수신 광섬유에 검출기를 광학적으로 커플링시켜서, 상기 적어도 하나의 프로브를 통해 상기 샘플의 표면의 적어도 하나의 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하는 단계
    를 포함하는, 샘플 분석 방법.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 제1 스위치를 사용하여, 상기 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 다른 송신 광섬유에 상기 조명 소스를 광학적으로 커플링시켜서, 상기 적어도 하나의 다른 송신 광섬유에 커플링된 적어도 하나의 다른 프로브로 상기 샘플의 표면의 적어도 하나의 다른 부분을 조명하는 단계 ― 상기 적어도 하나의 다른 프로브는 또한 상기 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 다른 수신 광섬유에도 커플링됨 ―; 및
    상기 제2 스위치를 사용하여, 상기 적어도 하나의 다른 수신 광섬유에 상기 검출기를 광학적으로 커플링시켜서, 상기 적어도 하나의 다른 프로브를 통해 상기 샘플의 표면의 적어도 하나의 다른 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하는 단계
    를 더 포함하는, 샘플 분석 방법.
  49. 제47항에 있어서,
    하나 이상의 방향으로 상기 샘플을 작동시키는 단계를 더 포함하는, 샘플 분석 방법.
  50. 제47항에 있어서,
    시계 방향 또는 반시계 방향으로 상기 샘플을 회전시키는 단계를 더 포함하는, 샘플 분석 방법.
  51. 제47항에 있어서,
    제2 복수의 프로브들 근처에서 상기 하나 이상의 지지 부재로 상기 샘플을 지지하는 단계 ― 상기 제2 복수의 프로브들은 제2 복수의 송신 광섬유들 중 각각의 송신 광섬유들 및 제2 복수의 수신 광섬유들 중 각각의 수신 광섬유들에 커플링됨 ―;
    제3 스위치를 사용하여, 상기 제2 복수의 송신 광섬유들 중 적어도 하나의 송신 광섬유에 제2 조명 소스를 광학적으로 커플링시켜서, 상기 제2 복수의 송신 광섬유들 중 상기 적어도 하나의 송신 광섬유에 커플링된 상기 제2 복수의 프로브들 중 적어도 하나의 프로브로 상기 샘플의 후면 표면의 적어도 하나의 부분을 조명하는 단계 ― 상기 적어도 하나의 프로브는 또한 상기 제2 복수의 수신 광섬유들 중 적어도 하나의 수신 광섬유에도 커플링됨 ―; 및
    제4 스위치를 사용하여, 상기 제2 복수의 수신 광섬유들 중 상기 적어도 하나의 수신 광섬유에 제2 검출기를 광학적으로 커플링시켜서, 상기 제2 복수의 프로브들 중 상기 적어도 하나의 프로브를 통해 상기 샘플의 후면 표면의 적어도 하나의 부분으로부터 반사, 굴절, 또는 방사된 조명을 수신하는 단계
    를 더 포함하는, 샘플 분석 방법.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 상기 샘플의 2개 이상의 에지들과 접촉하고, 상기 샘플의 후면 표면의 적어도 일부는 노출된 상태로 남겨지는, 샘플 분석 방법.
  53. 제51항에 있어서,
    상기 하나 이상의 지지 부재는 상기 샘플의 후면 표면의 제1 부분과 접촉하고, 상기 샘플의 후면 표면의 제2 부분은 노출된 상태로 남겨지는, 샘플 분석 방법.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11164768B2 (en) 2018-04-27 2021-11-02 Kla Corporation Process-induced displacement characterization during semiconductor production
US11633255B2 (en) * 2019-09-30 2023-04-25 Sunoptic Technologies Llc High definition stabilized camera system for operating rooms
JP7346259B2 (ja) * 2019-11-18 2023-09-19 株式会社日本マイクロニクス 測定システム
KR20220108177A (ko) * 2019-12-11 2022-08-02 노바 엘티디. 광대역 광반사 분광법을 위한 방법 및 시스템
US11543757B2 (en) * 2021-04-20 2023-01-03 Kla Corporation System and method for optical-path coupling of light for in-situ photochemical cleaning in projection imaging systems
US11619594B2 (en) * 2021-04-28 2023-04-04 Applied Materials, Inc. Multiple reflectometry for measuring etch parameters
US11927603B2 (en) 2021-10-20 2024-03-12 Formfactor, Inc. Probes that define retroreflectors, probe systems that include the probes, and methods of utilizing the probes
CN117450941B (zh) * 2023-11-03 2024-06-18 季华实验室 透明样品多点厚度监测方法、终端设备及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02242104A (ja) * 1989-03-15 1990-09-26 Hitachi Ltd 多点膜厚測定装置
KR20110111453A (ko) * 2009-02-02 2011-10-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 형상 측정 장치
JP2014027960A (ja) * 2012-06-29 2014-02-13 Univ Of Tsukuba 生体計測装置の計測データ選択方法、生体計測装置の光出射位置決定方法、および生体計測装置

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US830464A (en) 1904-12-15 1906-09-04 John C Swan Convertible bailer.
US4637726A (en) 1985-02-07 1987-01-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Nondestructive noncontact device to characterize semiconductor material
US4787692A (en) * 1987-03-13 1988-11-29 American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories Electro optical switch architectures
GB2255653B (en) * 1991-04-26 1994-08-03 Matsushita Electric Works Ltd An optical fiber switching system for laser welding
US5862273A (en) * 1996-02-23 1999-01-19 Kaiser Optical Systems, Inc. Fiber optic probe with integral optical filtering
US6366713B1 (en) * 1998-09-04 2002-04-02 Tellabs Operations, Inc. Strictly non-blocking optical switch core having optimized switching architecture based on reciprocity conditions
US6028666A (en) * 1998-11-19 2000-02-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic Raman sensor
JP2001345368A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Fujitsu Ltd 半導体チップ剥離・搬送方法及び装置
US6891627B1 (en) * 2000-09-20 2005-05-10 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension and overlay of a specimen
US6806951B2 (en) 2000-09-20 2004-10-19 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining at least one characteristic of defects on at least two sides of a specimen
US6853447B2 (en) * 2001-02-12 2005-02-08 Analytical Spectral Devices, Inc. System and method for the collection of spectral image data
US6608495B2 (en) * 2001-03-19 2003-08-19 Applied Materials, Inc. Eddy-optic sensor for object inspection
DE10142317B4 (de) 2001-08-30 2010-07-01 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Vorrichtung zur Bestimmung eines Überlagerungsfehlers und kritischer Dimensionen in einer Halbleiterstruktur mittels Streuungsmessung
CN1186616C (zh) * 2002-01-27 2005-01-26 福州大学 多孔塑料光纤探头的制备方法
US6496618B1 (en) * 2002-02-14 2002-12-17 Varian, Inc. Fiber-optic channel selecting apparatus
JP2003294609A (ja) * 2002-03-29 2003-10-15 Otsuka Denshi Co Ltd 多点測定装置及び方法
DE10242373B4 (de) * 2002-09-12 2009-07-16 Siemens Ag Konfokaler Abstandssensor
US7525659B2 (en) * 2003-01-15 2009-04-28 Negevtech Ltd. System for detection of water defects
TWI335417B (en) 2003-10-27 2011-01-01 Zygo Corp Method and apparatus for thin film measurement
WO2005083352A1 (en) 2004-02-11 2005-09-09 Filmetrics, Inc. Method and apparatus for high-speed thickness mapping of patterned thin films
US7447408B2 (en) * 2004-07-02 2008-11-04 The General Hospital Corproation Imaging system and related techniques
JP2006329631A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Hitachi Ltd 分子間相互作用検出装置およびそれを用いた分子回収装置
US7526354B2 (en) 2006-07-10 2009-04-28 Tokyo Electron Limited Managing and using metrology data for process and equipment control
TW200830443A (en) * 2006-07-27 2008-07-16 Qc Solutions Inc Probes and methods for semiconductor wafer analysis
US8336188B2 (en) * 2008-07-17 2012-12-25 Formfactor, Inc. Thin wafer chuck
US20100171956A1 (en) * 2009-01-07 2010-07-08 Zolo Technologies, Inc. Alignment Free Single-Ended Optical Probe and Methods for Spectroscopic Measurements in a Gas Turbine Engine
US8068234B2 (en) * 2009-02-18 2011-11-29 Kla-Tencor Corporation Method and apparatus for measuring shape or thickness information of a substrate
US8175423B2 (en) * 2009-12-03 2012-05-08 Marple Eric T Filtered fiber optic probe
TWI414817B (zh) * 2010-07-23 2013-11-11 Univ Nat Taipei Technology 線型彩色共焦顯微系統
GB201016270D0 (en) * 2010-09-28 2010-11-10 Univ St Andrews Waveguide localised raman spectroscopy
US20130244003A1 (en) 2010-11-26 2013-09-19 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Organic/inorganic hybrid hierarchical structure and method for manufacturing superhydrophobic or superhydrophilic surface using same
KR101167229B1 (ko) * 2010-12-01 2012-07-23 한국기초과학지원연구원 렌즈 일체형 광섬유쌍 프로브 및 그 제조방법
WO2012096689A1 (en) * 2011-01-10 2012-07-19 Emvision Llc Fiber optic probes utilizing grin lenses for spatially precise optical spectroscopy
JP2012150076A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Konica Minolta Advanced Layers Inc 分子間相互作用の測定システム、分子間相互作用の測定プログラム、及び、分子間相互作用の測定方法
US8698891B2 (en) 2011-03-09 2014-04-15 Zygo Corporation Object thickness and surface profile measurements
GB2496690A (en) * 2011-11-21 2013-05-22 Univ Strathclyde Measurement apparatus and method with variable path lengths and variable reflective surfaces
WO2014065058A1 (ja) * 2012-10-26 2014-05-01 シャープ株式会社 光学部材搬送装置
US9200961B2 (en) * 2012-10-30 2015-12-01 University Of South Carolina Systems and methods for high resolution spatial heterodyne raman spectroscopy
US8830464B2 (en) 2012-11-06 2014-09-09 Kla-Tencor Corporation Film thickness, refractive index, and extinction coefficient determination for film curve creation and defect sizing in real time
DE102012111008B4 (de) * 2012-11-15 2014-05-22 Precitec Optronik Gmbh Optisches Messverfahren und optische Messvorrichtung zum Erfassen einer Oberflächentopographie
DE112014000683B4 (de) * 2013-02-05 2023-10-05 Paul Fournier Faseroptische Sonde für die Fernspektroskopie
US9182351B2 (en) 2013-11-26 2015-11-10 Nanometrics Incorporated Optical metrology system for spectral imaging of a sample
JP6066084B2 (ja) * 2013-12-11 2017-01-25 日新イオン機器株式会社 基板保持装置、半導体製造装置及び基板吸着判別方法
US9689804B2 (en) * 2013-12-23 2017-06-27 Kla-Tencor Corporation Multi-channel backside wafer inspection
US9752992B2 (en) * 2014-03-25 2017-09-05 Kla-Tencor Corporation Variable image field curvature for object inspection
GB201413242D0 (en) * 2014-07-25 2014-09-10 Fotech Solutions Ltd Distributed Optical Fibre Sensors
TW201608235A (zh) * 2014-08-18 2016-03-01 政美應用股份有限公司 量測圖案化藍寶石基板的光學量測裝置及方法
US9885591B2 (en) * 2016-03-18 2018-02-06 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Low etendue light source for fiber optic sensors in high temperature environments
EP3222964B1 (en) 2016-03-25 2020-01-15 Fogale Nanotech Chromatic confocal device and method for 2d/3d inspection of an object such as a wafer
EP3222965B1 (en) * 2016-03-25 2020-01-15 Fogale Nanotech Chromatic confocal device and method for 2d/3d inspection of an object such as a wafer with variable spatial resolution
US10317344B2 (en) 2016-09-07 2019-06-11 Kla-Tencor Corporation Speed enhancement of chromatic confocal metrology
JP6833426B2 (ja) * 2016-09-23 2021-02-24 大塚電子株式会社 分光測定装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02242104A (ja) * 1989-03-15 1990-09-26 Hitachi Ltd 多点膜厚測定装置
KR20110111453A (ko) * 2009-02-02 2011-10-11 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 형상 측정 장치
JP2014027960A (ja) * 2012-06-29 2014-02-13 Univ Of Tsukuba 生体計測装置の計測データ選択方法、生体計測装置の光出射位置決定方法、および生体計測装置

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