KR20210136155A - 구성가능한 포커스 오프셋으로 시료 표면을 추적하기 위한 자동 포커싱 시스템 - Google Patents

Abstract

자동 포커싱 시스템이 개시된다. 시스템은 조명 소스를 포함한다. 시스템은 애퍼처를 포함한다. 시스템은 투사 마스크를 포함한다. 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 시스템은 릴레이 시스템을 포함하고, 릴레이 시스템은 투사 마스크를 통해 투과된 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성된다. 릴레이 시스템은 또한 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 시료 상으로 투사하고, 시료로부터의 투사 마스크의 이미지를 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 시스템은 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러를 포함한다. 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 검출기 어셈블리로부터 투사 마스크의 하나 이상의 이미지를 수신하게 하고, 투사 마스크의 하나 이상의 이미지의 품질을 결정하게 하도록 구성된다.

Description

구성가능한 포커스 오프셋으로 시료 표면을 추적하기 위한 자동 포커싱 시스템

본 출원은 2019년 4월 5일에 Xiumei Liu, Kai Cao, Richard Wallingford, Matthew Giusti 및 Brooke Bruguier의 발명자에 의해, 구성가능한 포커스 오프셋으로 시료 표면을 추적하기 위한 자동 포커싱 시스템이라는 명칭으로 출원된 미국 임시 특허 출원 번호 제62/829,831호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 광학 이미징 시스템 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 구성가능한 포커스 오프셋으로 시료 표면을 추적하기 위한 자동 포커싱 시스템에 관한 것이다.

보다 작아진 풋프린트와 기능을 가진 전자 로직 및 메모리 디바이스에 대한 수요는 원하는 규모의 제조를 넘어서는 광범위한 제조 문제를 야기한다. 반도체 제조와 관련하여, 결함의 타입과 사이즈를 정확하게 식별하는 것은 처리량과 수율을 향상시키는 데 있어 중요한 단계이다. 또한, 최상의 이미징 품질 및 결함 검출 감도를 달성하기 위해서는 이미징 시스템의 초점면이 유지되어야 한다.

따라서, 위에서 식별된 이전 접근 방식의 하나 이상의 단점을 치유하는 시스템을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

자동 포커싱 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 이 시스템은 조명 소스(illumination source)를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 애퍼처(aperture)를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 투사 마스크(projection mask)를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 릴레이 시스템(relay system)을 포함하고, 릴레이 시스템은 투사 마스크를 통해 투과된 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 시료로부터의 투사 마스크의 이미지를 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 검출기 어셈블리로부터 투사 마스크의 하나 이상의 이미지를 수신하게 하고; 그리고 투사 마스크의 하나 이상의 이미지의 품질을 결정하게 하도록 구성된다.

시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 이 시스템은 이미징 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 릴레이 시스템을 포함하고, 릴레이 시스템은 투사 마스크를 통해 투과된 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 시료로부터의 투사 마스크의 이미지를 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 검출기 어셈블리로부터 투사 마스크의 하나 이상의 이미지를 수신하게 하고; 그리고 투사 마스크의 하나 이상의 이미지의 품질을 결정하게 하도록 구성된다.

자동 포커싱 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 투사 마스크 이미지 품질(projection mask image quality)(PMIQ) 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 제2 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 정규화된 s 곡선(normalized s-curve)(NSC) 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제1 NSC 검출기 어셈블리 및 제2 NSC 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 릴레이 시스템을 포함하고, 릴레이 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터 이미징 시스템으로 조명을 광학적으로 연결하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제1 투사 마스크의 이미지를 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 제2 PMIQ 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제2 투사 마스크의 이미지를 제1 NSC 검출기 어셈블리 및 제2 NSC 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 제1 PMIQ 검출기 어셈블리, 제2 PMIQ 검출기 어셈블리, 제1 NSC 검출기 어셈블리, 및 제2 NSC 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고; 그리고 제1 PMIQ 검출기 어셈블리, 제2 PMIQ 검출기 어셈블리, 제1 NSC 검출기 어셈블리, 및 제2 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 이미징 시스템의 포커스를 유지하도록 스테이지 어셈블리를 조정하게 하도록 구성된다.

자동 포커싱 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 NSC 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제1 NSC 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 릴레이 시스템을 포함하고, 릴레이 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터 이미징 시스템으로 조명을 광학적으로 연결하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제1 투사 마스크의 이미지를 제1 PMIQ 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제2 투사 마스크의 이미지를 제1 NSC 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 제1 NSC 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고; 제1 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 대해 디지털 이진 리턴 마스크(digital binary return mask)를 적용하게 하고; 그리고 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 제1 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호 및 디지털 이진 리턴 마스크의 출력에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 이미징 시스템의 포커스를 유지하도록 스테이지 어셈블리를 조정하게 하도록 구성된다.

자동 포커싱 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 틸팅된 제1 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 NSC 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 릴레이 시스템을 포함하고, 릴레이 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터 이미징 시스템으로 조명을 광학적으로 연결하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제1 투사 마스크의 이미지를 상기 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제2 투사 마스크의 이미지를 상기 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 상기 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고; 상기 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 대해 디지털 이진 리턴 마스크를 적용하게 하고; 그리고 상기 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호 및 상기 디지털 이진 리턴 마스크의 출력에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 이미징 시스템의 포커스를 유지하도록 스테이지 어셈블리를 조정하게 하도록 구성된다.

자동 포커싱 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 자동 포커싱 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 제1 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 시스템은 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 NSC 자동 포커싱 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 조명 소스를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 애퍼처를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 제2 투사 마스크를 포함한다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 시스템은 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리를 포함한다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 릴레이 시스템을 포함하고, 릴레이 시스템은 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터 이미징 시스템으로 조명을 광학적으로 연결하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제1 투사 마스크의 이미지를 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고, 릴레이 시스템은 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고, 상기 시료로부터의 제2 투사 마스크의 이미지를 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 이 시스템은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컨트롤러를 포함하고, 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 프로그램 인스트럭션은 하나 이상의 프로세서로 하여금: 상기 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리 및 상기 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고; 그리고 상기 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리 또는 상기 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리 중의 적어도 하나로부터의 하나 이상의 신호에 기반하여 포커스 오차 맵을 생성하게 하도록 구성된다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 설명만을 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 청구된 바와 같이 반드시 제한하는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예를 예시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

본 개시 내용의 다수의 이점은 첨부된 도면을 참조하면 본 기술 분야의 기술자에게 보다 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 종래의 자동 포커스(auto-focus)(AF) 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다.
도 2a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템으로부터의 복수의 s 곡선을 포함하는 플롯을 도시한 것이다.
도 2b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 정규화된 s 곡선(normalized s-curve)(NSC) 플롯이다.
도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 시료의 채널 홀의 단면도의 비교를 도시한 것이다.
도 4는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 패턴 지오메트리에 대한 도 1에 도시된 AF 시스템의 감도의 평면도를 도시한 것이다.
도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 왜곡된 형상의 s 곡선 및 대칭적인 s 곡선을 포함하는 플롯이다.
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 1에 도시된 AF 시스템에 연결된 이미징 시스템에 의해 획득되는 시료 결함 맵을 도시한 것이다.
도 7은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 편향되고 비대칭적인 s 곡선과 대칭적인 s 곡선을 포함하는 플롯을 도시한 것이다.
도 8a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다.
도 8b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 AF 광 패턴을 도시한 것이다.
도 8c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 스루 포커스 곡선(through focus curve)(TFC)을 도시한 것이다.
도 8d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 포커스 제어 루프를 도시하는 공정 흐름도를 도시한 것이다.
도 8e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다.
도 8f는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다.
도 9a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다.
도 9b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 시야를 도시한 것이다.
도 9c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다.
도 9d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다.
도 9e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 이중 제어 루프를 도시하는 공정 흐름도를 도시한 것이다.
도 9f는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 시료의 상단 표면으로부터의 오프셋을 포함하는 플롯을 도시한 것이다.
도 10은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 s 곡선을 도시한 것이다.
도 11은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다.
도 12는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다.
도 13은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다.
도 14는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 투사 마스크 패턴을 도시한 것이다.

본 개시 내용은 특정 실시예 및 그 특정 특징과 관련하여 특정하게 도시되고 기술되었다. 본원에 기술되는 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주된다. 본 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에 대한 다양한 변경 및 수정이 행해질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는 명백하다.

이제, 첨부된 도면에 예시되는 개시된 발명의 요지에 대해 상세한 참조가 행해질 것이다.

도 1은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 이미징 시스템(130)에 연결된 종래의 자동 포커싱(auto-focusing)(AF) 시스템의 단순화된 개략도를 도시한 것이다. 일 실시예에서, AF 시스템(100)은 릴레이 시스템(115)을 통해 이미징 시스템(130)에 연결된다.

일 실시예에서, AF 시스템(100)은 조명(101)을 생성하도록 구성된 조명 소스(102)를 포함한다. 조명 소스(102)는 광대역 방사선 소스, 협대역 방사선 소스 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 조명(101)을 생성하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 조명 소스를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(100)은 애퍼처(104)를 포함한다. 예를 들어, AF 시스템(100)은 동공 애퍼처(104)를 포함할 수 있다. 애퍼처는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 개구수 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 동공 애퍼처(104)는 0.9 NA의 개구수를 가질 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(100)은 기하학적 패턴(105)을 투사하도록 구성된 투사 마스크(106)를 포함한다.

릴레이 시스템(115)은 조명을 릴레이하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 세트의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 시스템(115)은 포커싱 렌즈(114)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 포커싱 렌즈(114)는 z-조정가능한 포커싱 렌즈(114)를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(100)은 하나 이상의 세트의 센서(116)를 포함한다. 예를 들어, AF 시스템(100)은 제1 세트의 센서(116a) 및 제2 세트의 센서(116b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 세트의 센서(116a)는 포커스 센서(116a)의 세트일 수 있고, 제2 세트의 센서(116b)는 정상 센서(116b)의 세트일 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(100)은 리턴 마스크(return mask)(118)를 포함한다.

AF 시스템(100)은 본 기술 분야에서 알려진 광학 요소(108)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(108)는 하나 이상의 미러(110), 하나 이상의 빔 스플리터(112a, 112b) 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 또한, AF 시스템(100)은 하나 이상의 미러, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 편광판, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 파장판 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 추가 광학 요소를 포함할 수 있다.

이미징 시스템(130)은 하나 이상의 미러(134), 하나 이상의 대물 렌즈(136) 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 광학 요소(132)를 포함할 수 있다. 본원에서 주목되는 것은, 하나 이상의 광학 요소(132)가 하나 이상의 미러, 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 편광판, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 파장판 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 임의의 광학 요소를 포함할 수 있다는 것이다.

다른 실시예에서, 이미징 시스템(130)은 조명 소스(102) 또는 별도의 독립 광 소스(도 1에 도시되지 않음)를 통해 시료(140)로부터 조명을 획득하도록 구성된 하나 이상의 검출기(138)를 포함한다.

시료(140)는 웨이퍼, 레티클, 포토마스크 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 시료; 조직, 팬텀 등과 같은, 하지만 이에 제한되지는 않는 생체 시료; 또는 하나 이상의 만곡된 유리판(또는 슬래브), 하나 이상의 비곡면 유리판(또는 슬래브) 등과 같은, 하지만 이에 제한되지는 않는 비 생체 시료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시료(140)는 시료(140)의 이동을 가능하게 하기 위해 스테이지 어셈블리(142) 상에 배치된다. 다른 실시예에서, 스테이지 어셈블리(142)는 작동가능한 스테이지이다. 예를 들어, 스테이지 어셈블리(142)는 하나 이상의 선형 방향(예컨대, x 방향, y 방향 및/또는 z 방향)을 따라 시료(140)를 선택적으로 병진 이동시키기에 적합한 하나 이상의 병진 이동 스테이지(translational stage)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 예로서, 스테이지 어셈블리(142)는 회전 방향을 따라 시료(140)를 선택적으로 회전시키기에 적합한 하나 이상의 회전 스테이지를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 예로서, 스테이지 어셈블리(142)는 선형 방향을 따라 시료(140)를 선택적으로 병진 이동시키고/시키거나 회전 방향을 따라 시료(140)를 회전시키기에 적합한 회전 스테이지 및 병진 이동 스테이지를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

자동 포커싱 시스템에 대한 설명은 1987년 1월 27일자로 허여된 현미경용 자동 포커싱 시스템이라는 명칭의 미국 특허 번호 제4,639,587호에서 논의되고 있으며, 이는 그 전체 내용이 본원에 참고로 포함된다.

도 2a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템(100)으로부터의 복수의 s 곡선을 포함하는 플롯(200)을 도시한 것이다. 도 2b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 2a에 도시된 복수의 s 곡선의 정규화된 s 곡선의 플롯(220)을 도시한 것이다.

일 실시예에서, AF 시스템(100)은 복수의 s 곡선을 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 복수의 s 곡선은 정상 채널 A 곡선(202), 정상 채널 B 곡선(204), 포커스 채널 A 곡선(206), 포커스 채널 B 곡선(208), 및 정규화된 s 곡선(normalized s-curve)(NSC)(212)을 포함할 수 있다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 선형 범위는 곡선(202)의 기울기(210)를 사용하여 결정될 수 있다.

플롯(220)에서, 정규화된 s 곡선(NSC)(222)은 아래와 같이 표시되고 기술된다:

수학식 1에서, F _a 는 채널 A에 대한 포커스 신호를 나타내며, F _b 는 채널 B에 대한 포커스 신호를 나타내며, N _a 는 채널 A에 대한 정상 신호를 나타내고, N _b 는 채널 B에 대한 정상 신호를 나타낸다. 예를 들어, 하나 이상의 정상 신호(N _a , N _b)는 정상 센서로부터 획득될 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 포커스 신호는 포커스 센서로부터 획득될 수 있다.

본원에서 주목되는 것은 제어 시스템이 z 스테이지를 NSC=0으로 설정하는 방식으로 설계될 수 있다는 것이다. 그러나, 시료의 z 평면의 사용자 구성가능한 포커스 오프셋을 조정하려면 z 축 조정과 함께 포커싱 렌즈(예컨대, 포커싱 렌즈(114))가 필요하다.

도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 시료 스택을 통한 왜곡된 형상의 채널 홀에 대한 바람직한 채널 홀의 비교(300)이다.

채널 홀 에칭 공정 단계 동안, 바람직한 채널 홀(예컨대, 채널 홀(302))은 (도 3에 의해 도시된 바와 같이) 시료 스택을 통해 원통형이어야 한다. AF 시스템(100)은 시료가 전체 시료 표면에 걸쳐 균일한 직선 채널 홀(302)을 갖는 경우 필요한 포커스 오프셋에서 포커스를 유지할 수 있다. 그러나, 본원에서 주목되는 것은 시료에 대한 하나 이상의 공정 변동으로 인해 AF 시스템(100)이 시료 표면을 위 및/또는 아래로 시프팅을 유발할 수 있다는 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 시프팅은 테이퍼형 채널 홀(304)에 의해 유발된다.

본원에서 주목되는 것은 공정 변동으로 인해 시료의 특정 영역이 테이퍼형 채널 홀(304)(예컨대, 채널 홀 사이즈의 변동)을 가질 수 있다는 것이다. 시료의 물리적 두께는 동일하지만, AF 시스템(100)은 공정 변동의 심각도에 따라 고성능 이미징 시스템의 최상의 초점면의 안팎으로 시료 표면을 시프팅할 수 있다. 따라서, 표면 결함 검출 감도의 손실이 유발될 수 있다.

도 4는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 시료의 패턴 지오메트리에 대한 AF 시스템(100)의 감도(400)의 평면도를 도시한 것이다.

본원에서 주목되는 것은 시료 상의 패터닝된 영역과 비교하여 시료 상의 패터닝되지 않은 영역은 시료 포커스의 시프팅을 유발할 수 있다는 것이다. 포커스 시프팅의 양은 패터닝되지 않은 영역의 폭에 의존하고 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, AF 시스템(100)은 시료 패턴 지오메트리에 민감하다. 예를 들어, 채널 홀 에칭된 어레이(404) 내에 패터닝되지 않은 영역(402)이 존재하게 되면, 포커스의 시프팅이 유발될 수 있고(예컨대, 시프팅된 영역(406)이 유발될 수 있고), 이는 패터닝되지 않은 영역이 채널 홀 에칭된 어레이와 동일한 물리적 높이를 가질 수 있음에도 그러할 수 있다. 예를 들어, 폭이 5 내지 30 ㎛인 패터닝되지 않은 영역의 경우, 포커스는 패턴의 밝기 및 폭에 따라 100 내지 400 ㎚로 시프팅될 수 있다.

본원에서 주목되는 것은, 패터닝되지 않은 영역으로 인한 포커스 시프팅 및 공정 변동으로 인한 시료의 위 및/또는 아래로의 시프팅으로 인해 시료의 전체 표면에 걸쳐 결함 검출 감도의 비일관성 및 손실이 유발된다는 것이다.

도 5는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 왜곡된 형상의 s 곡선(502) 및 대칭적인 s 곡선(504)을 포함하는 플롯(500)을 도시한 것이다.

본원에서 주목되는 것은, AF 시스템(100)의 경우에서의 한 가지 심각한 문제는 시료(예컨대, 종래의 AF 설정을 갖는 3D NAND 웨이퍼)에 대한 포커싱이 상실된다는 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이는 회절성 시료 패턴에 의해 발생하는 것으로, AF 광이 시료 표면 아래로 투과될 때 s 곡선 선형 범위의 심각한 감소를 유발하고 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 3D NAND 웨이퍼 s 곡선(502)은 AF 광이 3D NAND 웨이퍼 표면 아래로 투과됨에 따라 왜곡된 형상을 보이게 된다. 이에 비해, 회절성 시료 패터닝이 없는 미러링된 표면(mirrored surface)은 AF 광이 시료 표면 아래로 투과할 때 대칭적인 s 곡선(504)을 나타낸다.

도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템(100)에 연결된 이미징 시스템(150)에 의해 획득되는 시료 결함 맵(600)을 도시한 것이다.

시료 맵(600)에서, 각 도트(dot)는 하나의 검출된 결함에 해당한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 시료 맵(600)의 하단(602)에는 제로 도트(zero dot)가 포함되며, 이는 시료 하단에서는 결함이 검출되지 않았음을 의미한다. 이는 AF 시스템(100)에서의 포커스 상실로 인한 것이다. 본원에서 주목되는 것은, 최대 약 30 ㎛의 높이까지 될 수 있는 높은 시료 스택의 초하단의 결함을 검사하기 위해 AF 시스템에서의 포커싱 렌즈는 고해상도의 80 ㎜의 z 축 조정 범위를 지원할 필요가 있다는 것이다. 이것은 엔지니어링 설계에 매우 어려울 수 있다. 또한, 과도한 구면 수차로 인해 큰 포커스 오프셋에서 s 곡선이 편향될 것이다.

도 7은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 편향되고 비대칭적인 s 곡선(700) 및 대칭적인 s 곡선(702)을 포함하는 플롯을 도시한 것이다.

본원에서 주목되는 것은, 시료가 위로 이동될 경우, 편향되고 비대칭적인 s 곡선이 발생된다는 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 시료가 z 축을 따라 10 ㎛ 위로 이동될 경우, 과도한 구면 수차로 인해 편향되고 비대칭적인 s 곡선(700)이 발생하게 된다. 이에 비해, 시료의 포커스 오프셋이 0일 경우, 대칭적인 s 곡선(702)이 발생된다.

자동 포커싱(AF) 시스템은 광학 기반 이미징 시스템에서 결함 검출 감도를 최대화하는 데 중요한 역할을 했다. 이러한 광학 기반 AF 시스템은 비 광학 시스템에 비해 이점이 있다. 예를 들어, 광학 기반 AF 시스템은 신호 응답이 빠르고 감도가 높다. 그러나, AF 시스템(100)과 같은 광학 기반 AF 시스템은 많은 단점을 갖는다. 예를 들어, 시료는 광이 상단 표면 아래로 전파될 수 있도록 두껍고 투명(또는 반투명)할 수 있다. 특히 시료가 선택 거리만큼 떨어져 있는(예컨대, 약 10 ㎚ 내지 ㎛만큼 떨어져 있는) 두 개 또는 다수의 표면을 갖는 경우, 상단 및 하단 표면에서 리턴된 AF 광을 구별하는 것이 매우 어렵다.

또한, 광학 기반 AF 시스템이 시료의 상단 표면 상에서 이미징 시스템의 최상의 초점면의 포커스를 하나의 포커스 심도(depth of focus)(DOF) 내로 유지하는 것은 매우 어려울 수 있다. 시료 자체는 서로 다른 위치(예컨대, x 축 및 y 축)에서 서로 다른 굴절률을 가질 수 있으며, 이는 리턴 시에 AF 신호 강도를 모듈화한다. 이는 DOF가 매우 짧을 경우에 더욱 더 문제가 된다. 예를 들어, DOF는 200 ㎚의 파장을 갖는 0.9 개구수(NA)에서 동작하는 이미징 시스템의 경우에 대략 100 ㎚일 수 있다.

완전 자동 이미징 시스템의 경우, 일반적으로 시료 표면 상에서, 최상의 이미지 품질과 최상의 검출 감도를 달성하려면, 사용자 구성가능한 포커스 오프셋에서 최상의 초점면이 유지되어야 한다. 자동 포커싱 시스템은 이러한 목적을 달성하기 위해 고성능 이미징 시스템과 통합될 수 있다.

AF 시스템(100)의 단점에 기반하여, 본 개시 내용의 실시예는 구성가능한 포커스 오프셋으로 시료 표면을 추적하기 위한 자동 포커싱(AF) 시스템에 관련된 것이다. 특히, 본 개시 내용의 실시예는 최상의 이미지 품질 및 최상의 검출 감도를 달성하기 위해 고성능 이미징 시스템과 통합된 AF 시스템에 관련된 것이다.

도 8a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 이미징 시스템(830)에 연결된 AF 시스템(800)의 단순화된 개략도를 도시한 것이다. 일 실시예에서, AF 시스템(800)은 릴레이 시스템(810)을 통해 이미징 시스템(830)에 광학적으로 연결된다.

일 실시예에서, AF 시스템(800)은 조명(801)을 생성하도록 구성된 조명 소스(802)를 포함한다. 조명 소스(802)는 광대역 방사선 소스, 협대역 방사선 소스 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 조명(801)을 생성하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 조명 소스를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(800)은 애퍼처(804)를 포함한다. 예를 들어, AF 시스템(800)은 동공 애퍼처(804)를 포함할 수 있다. 애퍼처는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 형상 또는 개구수 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 동공 애퍼처(804)는 0.9 NA의 개구수를 가질 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(800)은 기하학적 패턴(808)을 시료(840) 상으로 투사하도록 구성된 투사 마스크(806)를 포함한다. 예를 들어, 투사 마스크(806)는 릴레이 시스템(810) 및 이미징 시스템(830)을 통해 시료(840)의 평면 상에 투사될 수 있는 하나 이상의 선택된 패턴(도 14에 도시되고 본원에서 추가로 논의됨)을 포함하는 외부 투사 마스크를 포함할 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 기하학적 패턴(808)이 본 기술 분야에서 알려진 임의의 방법을 통해 생성될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 기하학적 패턴(808)은 단순 이진 마스크일 수 있다. 다른 예로서, 기하학적 패턴(808)은 공간 광 변조기에 의해 생성될 수 있다. 추가 예로서, 기하학적 패턴(808)은 광학 회절(또는 간섭 수단)에 의해 생성될 수 있다.

릴레이 시스템(810)은 제1 광학 시스템 및 제2 광학 시스템으로부터 투사 마스크 이미지(819)를 릴레이하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 세트의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 시스템(810)은 포커싱 렌즈(812)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 포커싱 렌즈(812)는 z-조정가능한 포커싱 렌즈(812)를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(800)은 검출기 어셈블리(814)를 포함한다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같이, 검출기 어셈블리(814)는 하나 이상의 카메라(814)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. AF 시스템(800)은 임의의 타입의 카메라를 포함할 수 있다. 예를 들어, AF 시스템(800)은 2차원(2D) 카메라를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 다른 예로서, AF 시스템(800)은 틸팅된 2D 카메라를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 추가 예로서, AF 시스템(800)은 틸팅된 투사 마스크를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

다른 실시예에서, 검출기 어셈블리(814)는 컨트롤러(816)에 통신가능하게 연결된다. 컨트롤러(816)는 하나 이상의 프로세서(818)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(818)는 메모리(820)에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성된다. 프로그램 인스트럭션의 세트는 하나 이상의 프로세서(818)로 하여금 본 개시 내용의 하나 이상의 단계를 실행하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(818)는 AF 시스템(800)의 검출기 어셈블리(814)로부터 하나 이상의 투사 마스크 이미지(819)를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(818)는 투사 마스크 이미지 품질(projection mask image quality)(PMIQ)을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(818)는 투사 마스크 이미지(819)의 이미지 품질을 결정하기 위해 상이한 목적 또는 적용례를 위해 최적화될 수 있는 하나 이상의 포커스 메트릭을 적용할 수 있다.

다른 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(818)는 투사 마스크 이미지 품질(PMIQ)에 응답하여 스테이지 어셈블리(842)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 모니터링된 투사 마스크 이미지 품질에 응답하여, 하나 이상의 프로세서(818)는 스테이지 어셈블리(842)의 수직 위치(즉, z 위치)를 동적으로 조정할 수 있으므로, 시료의 z 위치는 최적의(또는 적어도 충분한) 포커스 위치로 조정(또는 유지)될 수 있다.

AF 시스템(800)은 AF 및 이미징 시스템의 동작 및 AF와 이미징 시스템 간의 연결을 가능하게 하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 광학 요소(822)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(822)는 하나 이상의 렌즈(824), 하나 이상의 미러(826), 또는 하나 이상의 빔 스플리터(828a, 828b)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 또한, 도시되지는 않았지만, AF 시스템(800)은 하나 이상의 편광판, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 파장판 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 추가 광학 요소를 포함할 수 있다.

이미징 시스템(830)은 하나 이상의 미러(834), 하나 이상의 대물 렌즈(836) 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 광학 요소(832)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이미징 시스템(830)은 시료(840)로부터 (예컨대, 반사된, 회절된, 또는 산란된) 조명을 획득하도록 구성된 하나 이상의 검출기(838)를 포함한다. 하나 이상의 검출기(838)는 컨트롤러(816)에 통신가능하게 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 컨트롤러(816)의 하나 이상의 프로세서(818)는 이미징 시스템(830)의 하나 이상의 검출기(838)로부터 신호 및/또는 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 이미징 시스템(830)은 본 기술 분야에서 알려진 임의의 이미징 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템은 검사 시스템, 이미지 기반 계측 시스템, 머신 비전 시스템, 또는 생체/생의학 이미징 시스템을 포함할 수 있다.

시료(840)는 웨이퍼, 레티클, 포토마스크 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 시료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시료(840)는 시료(840)의 이동을 가능하게 하기 위해 스테이지 어셈블리(842) 상에 배치된다. 다른 실시예에서, 스테이지 어셈블리(842)는 작동가능한 스테이지이다. 예를 들어, 스테이지 어셈블리(842)는 하나 이상의 선형 방향(예컨대, x 방향, y 방향 및/또는 z 방향)을 따라 시료(840)를 선택적으로 병진 이동시키기에 적합한 하나 이상의 병진 이동 스테이지(translational stage)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 예로서, 스테이지 어셈블리(842)는 회전 방향을 따라 시료(840)를 선택적으로 회전시키기에 적합한 하나 이상의 회전 스테이지를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 예로서, 스테이지 어셈블리(842)는 선형 방향을 따라 시료(840)를 선택적으로 병진 이동시키고/시키거나 회전 방향을 따라 시료(840)를 회전시키기에 적합한 회전 스테이지 및 병진 이동 스테이지를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

도 8b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 도 8a에 도시된 AF 시스템(800)의 AF 광 패턴(850, 852)을 도시한 것이다.

일 실시예에서, 시료의 표면에서 반사되는 AF 광은 AF 광 패턴(850)을 형성한다. 다른 실시예에서, 시료 내로 투과되는 AF 광은 광 AF 광 패턴(852)을 형성한다. 본원에서 주목되는 것은 AF 광 패턴(850)은 조밀하게 포커싱된 스폿이 시료 표면에서 반사될 때 AF 시스템(800)이 최상의 PMIQ를 갖는다는 것을 도시하고 있다는 것이다. 또한, 본원에서 주목되는 것은 AF 광 패턴(852)의 포커스 확산이 XYZ 축을 따라 확산되고 있다는 것이다. AF 광 패턴(852)은 조밀하게 포커싱된 스폿이 XYZ 방향으로 확산될 수 있음을 도시하며, 이는 광이 시료에 투과됨에 따라 포인트 확산 기능이 저하된다는 것을 의미한다.

본원에서 주목되는 것은, 투사 마스크(PM)로부터 시료에 투사된 투사 마스크(PM) 이미지가 높은 개구수를 갖고 회절이 이미징 품질에 의해 제한되는 경우, 시료에서 반사된 PM 이미지가 상단 표면에서 반사되는 경우에만 최상의 이미지 품질을 갖는다는 것이다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 광학 시스템의 포인트 확산 기능(point spread function)(PSF)이라고 간주될 수 있는 고도로 포커싱된 스폿의 경우, 광이 시료를 투과하고 하단 표면 상의 하나 이상의 포인트로부터 반사될 때, PM으로부터 시료까지의 시료 두께 및 재료 굴절로 인해, 스폿 사이즈가 측면 방향으로 그리고 광축을 따라 확산될 것이다. 이것은 거의 완벽한 PSF의 수차로 이어진다. 따라서, PM 이미징 품질이 저하된다.

도 8c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 AF 시스템(800)의 스루 포커스 곡선(through focus curve)(TFC)(860)을 도시한 것이다.

일 실시예에서, AF 시스템(800)의 하나 이상의 프로세서(818)는 하나 이상의 포커스 메트릭을 투사 마스크(806)의 하나 이상의 이미지(819)에 적용하는 것에 기반하여 투사 마스크(806)의 하나 이상의 이미지(819)의 이미지 품질을 결정하도록 구성된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(818)는 투사 마스크(806)의 하나 이상의 이미지(819)에 스루 포커스 곡선(예컨대, TFC(860))을 적용하도록 구성될 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 시료(840)가 위아래로 이동될 경우, PMIQ는 상이한 적용 목적을 위해 조정될 수 있는 하나 이상의 포커스 메트릭(예컨대, TFC(860))으로 정량적으로 측정될 수 있다는 것이다. 도 8c에 도시된 TFC(860)는 시료(840)(예컨대, 미러 시료)에 대해 측정되는 5회의 반복을 포함한다. 5회의 반복에 대한 피크 대 피크 변동은 약 30 ㎚이다.

도 8d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 AF 시스템(800)의 포커스 제어 루프(870)를 도시하는 공정 흐름도를 도시한 것이다. 주목되는 것은 PMIQ와 관련하여 본원에서 이전에 기술된 다양한 실시예, 컴포넌트, 및 동작의 설명은, 달리 언급되지 않는 한, 이중 제어 루프(870)로 확장되는 것으로 해석되어야 한다는 것이다. 추가로 주목되는 것은 다양한 단계(872 내지 892)가 도 8d에 도시되거나 본원에 기술된 특정 순서로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이다. 오히려, 주목되는 것은 제어 루프(870)가 제어 루프(870)의 임의의 번호의 위치에서 시작하고 임의의 번호의 단계를 우회하고/하거나 반복할 수 있다는 것이다.

단계 872에서, 포커스 제어 루프(870)는 포커스 목표를 생성한다.

단계 874에서, 포커스 제어 루프(870)는 포커스 목표를 조정한다.

단계 876에서, 포커스 제어 루프(870)는 시료의 높이를 생성한다.

단계 878에서, 포커스 제어 루프(870)는 제어 알고리즘(예컨대, 제어 알고리즘 1)을 적용한다.

단계 880에서, 포커스 제어 루프(870)는 제어 알고리즘(예컨대, 제어 알고리즘 1)의 출력에 기반하여 스테이지 어셈블리를 조정한다. 예를 들어, 시스템(800)은 z 방향으로 스테이지 어셈블리(842)를 조정하도록 구성될 수 있다.

단계 882에서, 포커스 제어 루프(870)는 하나 이상의 PMIQ 광학계를 사용하여 하나 이상의 측정치를 획득한다.

단계 884에서, 포커스 제어 루프(870)는 검출기 어셈블리를 통해 PMIQ TFC를 획득한다. 예를 들어, AF 시스템(800)의 검출기 어셈블리(814)는 PMIQ TFC를 획득하도록 구성될 수 있다.

단계 886에서, 포커스 제어 루프(870)는 PMIQ TFC에 기반하여 데이터를 전달한다. 예를 들어, 제2 루프(962)는 선택된 데이터를 데이터 경로를 통해 처리를 위해 선택된 목적지로 전달하도록 구성될 수 있다.

단계 888에서, 포커스 제어 루프(870)는 포커스 오차 및 부호를 계산하기 위해 하나 이상의 PM 이미지를 처리한다.

단계 890에서, 포커스 제어 루프(870)는 스테이지 어셈블리에 데이터를 전달한다. 예를 들어, 시스템(800)은 데이터를 스테이지 어셈블리(842)에 전달하도록 구성될 수 있다.

단계 892에서, 포커스 제어 루프(870)는 하나 이상의 포커스 오차를 생성한다. 예를 들어, 포커스 제어 루프(870)는 거리(예컨대, 나노미터의 수)로서 표현되는 포커스 오차를 계산할 수 있다.

본원에서 주목되는 것은, 제어 시스템은 TFC의 피크 위치에서 시료의 z 위치를 유지하도록 시료의 z 위치가 동적으로 조정되는 방식으로 설계될 수 있다는 것이다.

도 8e는 본 개시 내용의 하나 이상의 추가/대안적인 실시예에 따른 AF 시스템(800)을 도시한 것이다. 이 실시예에서, AF 시스템(800)의 검출기 어셈블리(814)는 포커스 평면의 안팎으로 틸팅되도록 구성된 하나 이상의 틸팅된 2D 카메라(896)를 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 틸팅된 2D 카메라(896)는 rX(x 축에 대한 회전) 또는 rY 방향(y 축에 대한 회전) 중 적어도 하나로 포커스 평면의 안팎으로 틸팅될 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 광축이 z 축으로서 정의될 수 있다는 것이다. 이와 관련하여, 자동 이미징을 위해 시료(840)가 XY 평면에서 이동할 경우, 하나 이상의 틸팅된 2D 카메라(896)로 전체 TFC를 획득할 수 있다. 또한, TFC의 각 포인트는 하나 이상의 틸팅된 2D 카메라의 각 XY 위치에서 투사 마스크의 하나 이상의 이미지로부터 매핑될 수 있다. 추가로, 본원에서 주목되는 것은 하나 이상의 틸팅된 2D 카메라(896)가 z 방향으로 시료(840)를 연속적으로 이동시키지 않고 TFC를 획득하도록 구성될 수 있다는 것이다.

도 8f는 본 개시 내용의 하나 이상의 추가/대안적인 실시예에 따른 AF 시스템(800)을 도시한 것이다. 이 실시예에서, AF 시스템(800)의 검출기 어셈블리(814)는 하나 이상의 2D 카메라(814) 및 하나 이상의 투명판(898)을 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 투명판(898)은 하나 이상의 2D 카메라(814)의 전방에 배치될 수 있고, 하나 이상의 투명판(898)에 걸쳐 변화하는 두께를 가질 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 하나 이상의 투명판(898)이 유리, 석영 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 투명 재료로 형성될 수 있다는 것이다.

도 9a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, 이미징 시스템(930)에 연결된 AF 시스템(900)의 단순화된 개략도를 도시한 것이다. 특히, 도 9a는 이중 모드 동시 동작을 위해 구성된 AF 시스템(900)을 도시한 것이다. AF 시스템(900)은 PMIQ 투사 시스템(903)(또는 PMIQ 모듈) 및 NSC 투사 시스템(905)(또는 NSC 모듈)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 릴레이 시스템(910)을 통해 이미징 시스템(930)에 연결된다. 이와 관련하여, 릴레이 시스템(910)은 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터 이미징 시스템(930)으로 조명을 광학적으로 연결하도록 구성된다.

이 실시예에서, PMIQ 투사 시스템(903) 및 NSC 투사 시스템(905)은 각각 그들 자신의 조명 소스, 애퍼처, 투사 마스크, 조명 레벨 제어, 및 NA 설정을 포함할 수 있다. 예를 들어, PMIQ 투사 시스템(903)은 제1 조명 소스(902a), 제1 애퍼처(904a), 및 제1 투사 마스크(906a)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. NSC 투사 시스템(905)은 제2 조명 소스(902b), 제2 애퍼처(904b), 및 제2 투사 마스크(906b)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다.

일 실시예에서, PMIQ 자동 포커싱 투사 시스템(903)의 조명 소스(902a)는 연속 ON 상태 모드에서 동작하도록 구성된다. 다른 실시예에서, NSC 자동 포커싱 투사 시스템(905)의 조명 소스(902b)는 제1 조명 채널(채널 A) 및 제2 조명 채널(채널 B)을 포함한다. NSC 자동 포커싱 투사 시스템(905)의 조명 소스(902b)의 출력은 제1 조명 채널(채널 A)과 제2 조명 채널(채널 B) 사이의 혼선을 완화하기 위해 시간 다중화될 수 있다.

다른 실시예에서, 제1 투사 마스크(906a) 및 제2 투사 마스크(906b)는 제1 투사 마스크(906a)가 시야의 전반부에 투사되고 제2 투사 마스크(906b)가 시야의 후반부에 투사되도록 위치된다. 이와 관련하여, 도 9b에 도시된 바와 같이, 시스템(900)은 PMIQ 투사 시스템(903)이 시야의 전반부(예컨대, 좌측)를 사용하고 NSC 투사 시스템(905)이 시야의 후반부(예컨대, 우측)를 사용하도록 구성될 수 있다. 이러한 배열은 PMIQ 자동 포커싱 투사 시스템(903)과 NSC 자동 포커싱 투사 시스템(905) 사이의 광학적 혼선을 완화하는 데 도움이 된다. 예를 들어, 도 9b에 도시된 바와 같이, PMIQ 투사 시스템(903)으로부터의 투사는 시야(FOV)의 좌측(913a)을 점유할 수 있는 반면, NSC 투사 시스템(905)으로부터의 투사는 FOV의 우측(913b)을 점유할 수 있다.

다른 실시예에서, 제1 투사 마스크(906a) 및 제2 투사 마스크(906b)는 하나 이상의 상이한 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 투사 마스크(906a) 및 제2 투사 마스크(906b)는 상이한 그리드 마스크 패턴, 그리드 마스크 피치, 또는 그리드 마스크 배향을 가질 수 있다. 투사 마스크(906a, 906b)는 릴레이 시스템(910) 및 이미징 시스템(930)을 통해 시료(940)의 평면 상에 투사될 수 있는 하나 이상의 선택된 패턴(도 14에 도시되고 본원에서 추가로 논의됨)을 포함하는 하나 이상의 외부 투사 마스크를 포함할 수 있다.

본원에서 주목되는 것은, PMIQ 투사 시스템(905)이 조명 및 수집 경로(907, 909) 모두에 대해 각각 0.9 NA 설정으로 동작할 수 있다는 것이다. 또한, NSC 투사 시스템(905)은 조명 및 수집 경로(907, 909) 모두에서 각각 감소된 NA로 동작할 수 있다. 예를 들어, NSC 투사 시스템(905)은 0.9 NA 미만의 NA로 동작할 수 있다. 예를 들어, NSC 투사 시스템(905)은 0.4 내지 0.6 NA의 NA로 동작할 수 있다. 또한, NSC 투사 시스템은 0.5 NA의 NA로 동작할 수 있다. 그러나, 본원에서 주목되는 것은 NA의 설정은 적용례에 기반하여 최적화될 수 있다는 것이다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함한다. 예를 들어, 도 9a에 도시된 바와 같이, PMIQ 투사 시스템(903)은 제1 PMIQ 검출기 어셈블리(914a) 및 제2 PMIQ 검출기 어셈블리(914b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 PMIQ 검출기 어셈블리(914a) 및 제2 PMIQ 검출기 어셈블리(914b)는 각각 제1 2D 카메라(914a) 및 제2 2D 카메라(914b)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 본원에서 주목되는 것은 하나 이상의 2D 카메라(914)가 TFC 곡선 상의 몇 개의 개별 포인트를 획득하기 위해 미리 결정된 z 오프셋을 가질 수 있다는 것이다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리를 포함한다. 예를 들어, 도 9a에 도시된 바와 같이, NSC 투사 시스템(903)은 제1 검출기 어셈블리(920a) 및 제2 검출기 어셈블리(920b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, NSC 투사 시스템(903)은 제1 센서(920a) 및 제2 센서(920b)를 포함할 수 있다. 제1 센서(920a)는 NSC 투사 시스템(905)의 하나 이상의 조명 채널(예컨대, 채널 A 및 채널 B)로부터 하나 이상의 포커스 신호(예컨대, F _a , F _b )를 수신하도록 구성되는 하나 이상의 포커스 센서를 포함할 수 있다. 제2 센서(920b)는 NSC 투사 시스템(905)의 하나 이상의 조명 채널(예컨대, 채널 A 및 채널 B)로부터 하나 이상의 정상 신호(예컨대, N _a , N _b )를 수신하도록 구성되는 정상 센서(920b)를 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 하나 이상의 수집 동공 애퍼처 스톱(collection pupil aperture stop)(918)을 포함한다. 예를 들어, AF 시스템(900)은 NSC 투사 시스템(905)의 제1 센서(920a) 및 제2 센서(920b)와 각각 연관된 제1 수집 동공 애퍼처 스톱(918a) 및 제2 수집 동공 애퍼처 스톱(918b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 수집 동공 애퍼처 스톱(918a)은 제1 개구수(예컨대, 0.5 NA)를 가질 수 있다. 다른 예에서, 제2 수집 동공 애퍼처 스톱(918b)은 제2 개구수(예컨대, 0.5 NA)를 가질 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 하나 이상의 수집 동공 애퍼처 스톱(918a, 918b)이 임의의 개구수 값을 가질 수 있다는 것이다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 리턴 마스크(return mask)(916)를 포함한다. 예를 들어, AF 시스템(900)은 투사 마스크와 동일한 패턴을 갖는 리턴 마스크(916)를 포함할 수 있다. 다른 예로서, AF 시스템(900)은 투사 마스크와 상이한 패턴을 갖는 리턴 마스크를 포함할 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 NSC 투사 시스템(905)에 대한 포커스 신호를 생성하기 위해 포커스 채널에서 리턴 마스크가 사용될 수 있다는 것이다. 리턴 마스크(916)는 반사된 투사 마스크 이미지에 대한 광학 밸브처럼 작용한다. 시료가 포커싱된 상태에 있는 경우, 포커스 센서 채널 A 및 B는 동일한 양의 광을 수광한다. 시료가 포커싱된 상태를 벗어난 경우, 한 채널은 다른 채널보다 더 많은 광을 수광하고 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 디포커스 방향성(defocus directionality)은 어느 채널이 더 많은 광을 수광했는지에 의해 결정될 수 있다.

다른 실시예에서, 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리(914) 및 하나 이상의 NSC 센서(920)는 컨트롤러(921)에 통신가능하게 연결된다. 컨트롤러(921)는 하나 이상의 프로세서(925)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(925)는 메모리(927)에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성된다. 프로그램 인스트럭션의 세트는 하나 이상의 프로세서(925)로 하여금 본 개시 내용의 하나 이상의 단계를 실행하게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(925)는 제1 PMIQ 검출기 어셈블리(914a), 제2 PMIQ 검출기 어셈블리(914b), 제1 NSC 검출기 어셈블리(920a), 및 제2 NSC 검출기 어셈블리(920b)로부터 하나 이상의 신호를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(925)는 제1 PMIQ 검출기 어셈블리, 제2 PMIQ 검출기 어셈블리, 제1 NSC 검출기 어셈블리, 및 제2 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 이미징 시스템(930)의 포커스를 유지(또는 수립)하기 위해 스테이지 어셈블리(942)(예컨대, z 위치)를 조정하도록 구성된다.

릴레이 시스템(910)은 제1 광학 시스템 및 제2 광학 시스템으로부터 조명을 릴레이하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 세트의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 시스템(910)은 포커싱 렌즈(912)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 포커싱 렌즈(912)는 z-조정가능한 포커싱 렌즈(912)를 포함할 수 있다.

이미징 시스템(930)은 본 기술 분야에서 알려진 임의의 이미징 시스템을 포함할 수 있으며, 본원에서 이전에 제공된 이미징 시스템(830)의 설명은 이미징 시스템(930)으로 확장되도록 해석되어야 한다. 이미징 시스템(930)은 하나 이상의 미러(934), 하나 이상의 대물 렌즈(936) 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 하나 이상의 광학 요소(932)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 이미징 시스템(930)은 시료(940)로부터 (예컨대, 반사된, 회절된, 또는 산란된) 조명을 획득하도록 구성된 하나 이상의 검출기를 포함한다. 하나 이상의 검출기는 컨트롤러(921)에 통신가능하게 연결될 수 있다. 이와 관련하여, 컨트롤러의 하나 이상의 프로세서는 이미징 시스템(930)의 하나 이상의 검출기로부터 신호 및/또는 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 이미징 시스템(930)은 본 기술 분야에서 알려진 임의의 이미징 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미징 시스템은 검사 시스템, 이미지 기반 계측 시스템, 머신 비전 시스템, 또는 생체/생의학 이미징 시스템을 포함할 수 있다.

시료(940) 및 스테이지 어셈블리(942)는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 시료 및 스테이지 어셈블리를 포함할 수 있으며, 본원에서 이전에 제공된 시료(840) 및 스테이지 어셈블리(842)에 대한 설명은 시료(940) 및 스테이지 어셈블리(942)로 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

AF 시스템(900)은 AF 및 이미징 시스템의 동작 및 AF와 이미징 시스템 간의 연결을 가능하게 하기 위해 본 기술 분야에서 알려진 임의의 광학 요소(922)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 광학 요소(922)는 하나 이상의 프리즘 미러(924)(예컨대, 상단 표면 반사 또는 내부 반사), 하나 이상의 렌즈(926a, 926b) 및 하나 이상의 빔 스플리터(928a, 928b, 및/또는 928c)를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 또한, 도시되지는 않았지만, AF 시스템(900)은 하나 이상의 편광판, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 미러, 하나 이상의 파장판 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 추가 광학 요소를 포함할 수 있다.

도 9c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라, AF 시스템(900)의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다. 주목되는 것은 시스템(800 및 900)의 실시예에 대한 설명이 본원에서 달리 언급되지 않는 한, 도 9b에 도시된 실시예로 확장되어야 한다는 것이다.

이 실시예에서, AF 시스템(900)은 PMIQ 카메라(950a) 및 NSC 카메라(950b)를 포함한다. 예를 들어, 시스템(900)은 PMIQ 카메라로 구성된 2D 카메라(950a) 및 NSC AF 카메라로 구성된 2D 카메라(950b)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 이미지 처리 동안 디지털 이진 리턴 마스크(952)를 적용하여 전송된 총 통합 에너지를 계산할 수 있다.

이 실시예에서, PMIQ 카메라(950a) 및 NSC 카메라(950b)는 AF 시스템(900)의 컨트롤러(921)에 통신가능하게 연결될 수 있다. 이와 관련하여, NSC 카메라(950b)는 도 9a의 정상 채널 및 포커스 채널을 대체한다. 또한, 컨트롤러(921)의 하나 이상의 프로세서(925)는 NSC 카메라(950b)로부터의 데이터를 사용하여 NSC를 생성하도록 구성될 수 있다.

디지털 이진 리턴 마스크(952)는 NSC AF 카메라(950b)의 전체 시야(FOV)에 걸쳐 전송된 총 통합 에너지를 각각 F _a , F _b 로서 계산하도록 구성될 수 있다. 이와 관련하여, NSC 신호는 단일 카메라(예컨대, NSC 카메라(950b))로 계산적으로 생성될 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 이 실시예가 고정밀 광학계의 개발 비용을 감소시키고 광학적 결함으로부터의 포커스 검출 아티팩트를 감소시킬 수 있다는 것이다.

본원에서 주목되는 것은 채널 A 및 B를 포함하는 NSC 투사 시스템(905)의 제2 조명 소스(902b)가 시간 시퀀스로 턴온되도록 구성된다는 것이다. 또한, 본 개시 내용의 목적을 위해, "N _a 신호" 또는 "N _b 신호"는 채널 A 및/또는 B 조명이 온 상태인 경우 AF 카메라(950a)의 FOV 내의 총 통합 에너지를 지칭한다.

다른 실시예에서, NSC는 NSC 카메라(950b)의 FOV 내의 총 통합 에너지를 사용하여 계산될 수 있다. 예를 들어, 시료가 z 방향으로 이동할 때, 한 채널의 조명이 턴온된 경우 투사 마스크 이미지의 단일 에지의 측면 시프트가 검출될 수 있다. 예를 들어, 채널 A(또는 B)가 동공의 우측(또는 좌측) 측면에서 투사 마스크를 조명한다면, 투사 마스크의 우측(또는 좌측) 에지의 측면 움직임이 분석될 수 있다. 두 채널의 움직임 방향은 반대 방향이어야 한다. 두 채널의 움직임을 빼면, 검출 감도는 두 배로 될 수 있다. 에지 움직임 검출로 획득된 NSC 신호는 표면 아래의 반사(sub-surface reflection)로부터 나오는 에너지를 감소시키거나 회피하여 F _a , F _b , N _a , N _b 에서의 총 에너지를 편향시킬 수 있으며, 이는 다시 시료 표면으로부터의 디포커싱을 유발할 수 있다. 개념적으로, 이미지 에지는 원시 이미지에 대해 도함수를 취하면 쉽게 검출될 수 있다.

도 9d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 AF 시스템(900)의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다.

일 실시예에서, AF 시스템(900)의 하나 이상의 투사 마스크(906)는 하나 이상의 틸팅된 투사 마스크(954)를 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 틸팅된 투사 마스크(954)는 AF 시스템(900)의 하나 이상의 컴포넌트를 이동시키지 않고 완전한 TFC 곡선을 획득하도록 틸팅될 수 있다. 이 추가/대안적인 실시예에서, 틸팅된 투사 마스크(954)의 기하학적 패턴은 (도 9b에 도시된 바와 같이) 제2 투사 마스크(906b)의 기하학적 패턴과는 상이하게 설계될 수 있다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)의 검출기 어셈블리(914)는 카메라(914)를 포함한다. 예를 들어, 카메라(914)는 도 9b에 도시된 바와 같이, FOV(911)의 좌측(913a)에서 PMIQ를 획득하고 FOV(911)의 우측(913b)으로부터 NSC를 획득하도록 구성될 수 있다. 이 실시예에서, 카메라(914)는 컨트롤러(921)에 통신가능하게 연결될 수 있다. 컨트롤러(921)의 하나 이상의 프로세서(925)는 PMIQ를 측정하고 NSC 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.

이 실시예에서, 좌측 PMIQ 이미지 및 우측 NSC 이미지는 동시에 판독될 수 있다. 예를 들어, 이미징 처리 알고리즘은 FOV를 두 개의 절반부로 분할할 수 있다. 예를 들어, PMIQ 이미지 및 NSC 이미지를 처리하는 데 별도의 이미지 처리 알고리즘을 사용하여, PMIQ 및 NSC 해당 포커스 신호를 획득할 수 있다. 2개의 포커스 신호는 도 9e와 관련하여 본원에서 추가로 기술되는 바와 같이 이중 제어 루프를 통해 결합될 수 있다.

본원에서 주목되는 것은 NSC 투사 시스템(905)의 제2 조명 소스(902b)가 A/B 채널 차별화를 위한 시간 다중화를 위해 구성된다는 것이다.

도 9e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 이중 제어 루프(960)를 도시하는 공정 흐름도를 도시한 것이다.

이중 제어 루프(960)는 이미징 시스템의 포커스를 유지하거나 수립하기 위한 제1 제어 루프(961) 및 제2 제어 루프(962)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 제1 제어 루프(961)는 NSC 자동 포커스 루틴을 구현하고, 제2 제어 루프(962)는 PMIQ 자동 포커스 루틴을 구현하며, 이들 루틴은 각각 본원에서 앞서 기술된 NSC 및 PMIQ 실시예와 일관성이 유지된다. 이와 같이, NSC 및/또는 PMIQ 실시예와 관련하여 기술된 다양한 실시예, 컴포넌트, 및 동작은 달리 언급되지 않는 한, 이중 제어 루프(960)로 확장되도록 해석되어야 한다.

제2 루프(962)는 제1 루프(961)로부터의 디포커스에 의해 야기된 하나 이상의 공정 변동을 보정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 루프(962)는 피크 위치 TFC를 검출하여 제2 루프(962)가 시료 표면으로부터 최상의 초점면을 찾을 수 있도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 시작 포인트로서, 제1 제어 루프(961)는 NSC 광학계 및 제어 피드백에 기반하여 스테이지 어셈블리를 조정할 수 있다. 이후, 공정 변동(예컨대, 제1 제어 루프(961)로부터의 디포커스에 의해 야기되는 공정 변동)이 존재하는 경우, 제2 제어 루프(962)는 포커스 오차 신호를 검출할 수 있다. 포커스 오차 신호는 PMIQ 광학계 및 하나 이상의 검출기 어셈블리를 통해 획득된 스루 포커스 이미지의 세트를 통해 계산될 수 있다. 제2 루프(962)의 제어 알고리즘은 각각의 포커스 오프셋에서 PMIQ 이미지에 대한 하나 이상의 포커스 메트릭을 계산하여, TFC 상에서 스루 포커스 곡선 또는 몇몇의 개별 포인트를 획득할 수 있다. 측정된 TFC 데이터 포인트는 현재 위치에서 시료 표면에 대한 PMIQ의 최상의 초점면의 오프셋을 계산하는 데 사용될 수 있다. 이 오프셋은 포커스 오차에 해당한다. 그 후, 이러한 수량은 NSC 신호로 변환되고 제1 제어 루프(961)로 피드백될 수 있다. 포커스 오차 신호를 검출하면, 제1 제어 루프(961)는 포커스 오차가 완전히 보정되도록 스테이지 어셈블리를 새로운 z 위치로 이동시킬 수 있다.

주목되는 것은 다양한 단계(964 내지 980)가 도 9e에 도시되거나 본원에 기술된 특정 순서로 제한되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이다. 오히려, 주목되는 것은 이중 제어 루프(960)가 제어 루프(960)의 임의의 번호의 위치에서 시작하고 임의의 번호의 단계를 우회하고/하거나 반복할 수 있다는 것이다.

단계 964에서, 제1 루프(961)는 하나 이상의 NSC 광학계를 이용하여, 하나 이상의 NSC 신호를 획득한다. 예를 들어, AF 시스템(900)의 컨트롤러(921)는 하나 이상의 NSC 광학계로부터 하나 이상의 NSC 신호를 획득하도록 구성될 수 있다.

단계 966에서, 제1 루프(961)는 단계 964에서 획득된 하나 이상의 NSC 신호에 대해 제1 제어 알고리즘(예컨대, 제어 알고리즘 1)을 적용한다.

단계 968에서, 제1 루프(961)는 제1 제어 알고리즘(예컨대, 제어 알고리즘 1)의 출력에 기반하여 스테이지 어셈블리를 조정한다. 예를 들어, AF 시스템(900)의 컨트롤러(921)는 스테이지 어셈블리(942)를 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스테이지 어셈블리(942)는 z 방향으로 조정될 수 있다.

본원에서 주목되는 것은 이중 제어 루프(960)의 제1 루프(961)가 피드백 루프로서 구성될 수 있다는 것이다. 제1 루프(961)의 대역폭은 제어 루프의 적용 및/또는 하나 이상의 하드웨어 선택에 기반하여 조정될 수 있다. 또한 본원에서 주목되는 것은 포커스 오차가 존재하는 경우 이는 공정 변동을 나타낸다는 것이다. 포커스 오차의 크기는 공정 변동의 심각도와 상관된다.

단계 970에서, 제2 루프(962)는 하나 이상의 PMIQ 광학계를 사용하여 하나 이상의 측정치를 획득한다.

단계 972에서, 제2 루프(962)는 검출기 어셈블리를 통해 PMIQ 스루 포커스 곡선(TFC)을 획득한다. 예를 들어, AF 시스템(900)의 하나 이상의 검출기(914a, 914b)는 PMIQ TFC를 획득할 수 있다. 예를 들어, 단계 970의 PMIQ 서브 시스템을 통해 획득된 TFC 또는 TFC 상의 몇몇 개별 포인트는 PMIQ TFC를 생성하는 데 사용될 수 있다.

단계 974에서, 제2 루프(962)는 PMIQ TFC에 기반하여 데이터를 전달한다. 예를 들어, 제2 루프(962)는 선택된 데이터를 데이터 경로를 통해 처리를 위해 선택된 목적지로 전달하도록 구성될 수 있다.

단계 976에서, 제2 루프(962)는 전달된 데이터에 기반하여 포커스 오차 및 부호를 계산한다. 예를 들어, 제2 루프(962)는 거리(예컨대, 나노미터의 수)로서 표현되는 포커스 오차를 계산할 수 있다. 주목되는 것은 포커스 오차가 일반적으로 나노미터 단위로 측정되는 반면, NSC 카운트는 데이터의 선형 영역(도 2a)에서 S 곡선 기울기에 해당하는, 선형 관계 대 포커스 오차를 갖는 전자 디지털 신호를 나타낸다는 것이다.

단계 978에서, 제2 루프(962)는 NSC 카운트의 데이터를 제1 루프(961)에 전달한다. 단계 980에서, 제2 루프(962)는 제1 루프(961)에 전달된 데이터에 대해 제2 제어 알고리즘(예컨대, 제어 알고리즘 2)을 적용한다. 이와 관련하여, 제2 루프(962)는 포커스 오차를 NSC 신호로 변환할 수 있다. 그 후, 제2 루프(962)는 포커스 오차의 NSC 신호를 이중 제어 루프(960)의 제1 루프(961)에 제공할 수 있다. 그 후 포커스 오차는 제1 제어 루프(961)에 의해 스테이지 어셈블리의 z 위치를 조정하는 데 사용되어, 포커스 오차를 완전히 보정할 수 있게 된다.

NSC 자동 포커스 루틴 및 PMIQ 자동 포커스 루틴은 2D 웨이퍼 검사와 비 어레이 영역의 3D NAND 웨이퍼 검사에 대해 독립적으로 동작될 수 있다. 또한, PMIQ 자동 포커스 루틴은, 공정 변동이 적고 필요한 선형 범위가 약 500 ㎚ 미만인 경우, 독립적으로 동작될 수 있다.

도 9f는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시형태에 따라, 시료의 상단 표면으로부터의 오프셋을 포함하는 플롯(990)을 도시한 것이다.

본원에서 주목되는 것은 시료 스택의 보다 깊은 결함을 검사하기 위해서는 큰 포커스 오프셋이 필요하다는 것이다. 일 실시예에서, AF 시스템(900)은 도 9f의 곡선(992)에 의해 도시된 바와 같이, 시료 표면 검사 동안 레코딩될 수 있는 시료 상단 표면 포커스 궤적을 따르는 사용자 구성가능한 포커스 오프셋에 시료를 설정하도록 구성된다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 제어 루프(960)의 제1 루프(962)에 전달된 하나 이상의 포커스 오차 신호를 수집하도록 구성될 수 있다. 포커스 오차가 존재하면, 이는 공정 변동을 나타낸다. 포커스 오차의 크기는 공정 변동의 심각도와 상관된다. 포커스 오차 맵(focus error map)(FEM)이 결함 분포 맵(예컨대, 도 5)과 함께 사용되는 경우, 이 두 맵의 상관 관계 분석을 통해 또는 다른 공정 제어 파라미터와 함께 사용자가 수율 제한 요인의 근본 원인을 찾는 데 유용한 정보를 제공할 수 있다.

다른 실시예에서, NSC 투사 시스템(905)을 사용하여 포커스 오차 맵(FEM)을 생성할 수 있다. 공정 변동에 대한 NSC AF 원리의 포커스 감도로 인해, 결함 분포 맵은 그다지 신뢰할 수 없다. 그러나, 포커스 오차 맵은 사용자가 다른 공정 파라미터와 상관시킴으로써 수율 제한 요인을 식별하는 유용한 정보를 여전히 포함할 수 있다.

본원에서 주목되는 것은 NSC 투사 시스템(905)이 독립형 AF 시스템으로서 동작될 수 있다는 것으로, 이러한 독립형 AF 시스템은 PMIQ가 어려울 수 있지만 NSC AF 원리는 잘 작동하는 2D 웨이퍼 검사 및 다른 비 어레이 영역의 3D NAND 웨이퍼에 대해 바람직한 기능과 우수한 포커스 추적 성능을 제공한다. 본원에서 주목되는 것은 NSC AF와의 유일한 차이점이 PMIQ 투사 시스템(903)과 관련하여 조명 및 수집 경로 모두에서 개구수를 감소시켰다는 것이다. 이것은 포커스 추적 랜덤 노이즈를 증가시킬 수 있다. 이는 NSC 투사 시스템(905)에서 1:2인 포커스 신호(F _a , F _b ) 대 정상 신호(N _a , N _b )의 비율을 증가시킴으로써 완화될 수 있다. 예를 들어, 제2 빔 스플리터(928b)는 50/50과는 다른 분할 비율을 이용할 수 있다. 예를 들어, 제2 빔 스플리터(928b)는 포커스 채널에 대해 66%의 투과율과 정상 채널에 대해 33%의 반사율을 가질 수 있다. 다른 예로서, 중립 밀도 필터(neutral density filter)는 정상 채널의 광을 감소시키는 데 사용될 수 있다.

도 10은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 s 곡선(1000)을 도시한 것이다.

도 10에 도시된 바와 같이, s 곡선(1000)의 선형 범위(1002)는 조명 및 수집 경로 모두에서 PMIQ 투사 시스템(903)과 관련한 NSC 투사 시스템(905)에서 감소된 NA 설정으로 확장될 수 있다. 예를 들어, s 곡선의 선형 범위(1002)는 NSC 투사 시스템(905)의 조명 및 수집 경로 모두에서 0.5 NA 설정으로 확장될 수 있다. NSC 투사 시스템(905)은 0.9 NA 미만의 개구수를 가질 수 있다. 예를 들어, NSC 투사 시스템(905)은 0.4 내지 0.6 NA의 개구수를 가질 수 있다. 예를 들어, NSC 투사 시스템(905)은 0.5 NA의 개구수를 가질 수 있다.

도 11은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 AF 시스템(900)의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다. 특히, AF 시스템(900)의 PMIQ 투사 시스템(903)은 NSC 투사 시스템(905)과는 다른 배율로 구현될 수 있다. 이와 관련하여, PMIQ 투사 시스템(903) 및 NSC 투사 시스템(905)은 (예컨대, 도 9b에 도시된 바와 같이) FOV 분할과 동일한 조명을 공유할 수 있다. 또한, PMIQ 투사 시스템(903)은 좌측에서 우측으로 및 우측에서 좌측으로의 스캐닝을 위해 NSC 투사 시스템(905)에 대해 선행/지연 모두를 가질 수 있다.

또한, PMIQ 투사 시스템(903) 시야에 대한 그리드 마스크는 시료의 고유 패턴이 2D 카메라로 분석될 수 있는 경우 제거될 수 있다. 이와 관련하여, 외부에서 투사된 패턴 이미지 품질을 검출하는 대신, 시료 패턴의 이미징 품질을 직접 검출하여 분석한다. 유사한 제어 및 포커스 메트릭 알고리즘이 본원에서 앞서 기술된 시스템에 적용될 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 포커스 메트릭이 에지 기울기에 제한되지는 않는다는 것이다. 예를 들어, 강렬한 콘트라스트(robust contrast), 누적 밀도 함수(cumulative density function)(CDF), 고주파 에너지 등을 개별적으로 또는 조합적으로 적용하여 최상의 초점면을 결정할 수 있다.

도 12는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 AF 시스템(900)의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다. 특히, NSC 투사 시스템(905)의 낮은 NA 설정은 공정 변동에 둔감하도록 요구되는 3D NAND 웨이퍼 표면 추적을 위해 구성될 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 이러한 것을 통해 2D 및 3D 검사 모듈에 대한 상이한 배율, 독립적인 수차, 및 포커스 제어를 가능하게 한다는 것이다.

일 실시예에서, AF 시스템(900)은 검출기(1200)를 포함한다. 예를 들어, AF 시스템(900)은 카메라(1200)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 단계별 포커스 지연(1202)을 포함한다.

다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 복수의 포커스 센서(920a', 920a")를 포함한다. 다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 복수의 정상 센서(920b', 920b")를 포함한다.

도 13은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 AF 시스템(900)의 추가/대안적인 실시예를 도시한 것이다. 특히, AF 시스템(900)에 대한 PMIQ 투사 시스템(903) 및 NSC 투사 시스템(905)은 유사한 NA 설정으로 실행되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, AF 시스템(900)은 하나 이상의 빔 스플리터를 통해 투과되는 조명을 통해 동일한 NA로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, AF 시스템(900)은 틸팅된 카메라(1300)를 포함한다. 다른 실시예에서, AF 시스템(900)은 검출기 어셈블리(914)의 전방에 배치된 투명판(1302)을 포함한다. 투명판(1302)은 유리를 포함하지만 이에 제한되지는 않는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 투명 재료로 형성될 수 있다.

이 실시예에서, 조명 소스(902)는 발광 다이오드(LED) 조명 소스(902)를 포함할 수 있다.

도 14는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 투사 마스크 패턴(1400)을 도시한 것이다.

일 실시예에서, 투사 마스크 패턴(1400)은 라인 공간 패턴(1402)을 포함한다. 다른 실시예에서, 투사 마스크 패턴(1400)은 정사각형(또는 직사각형) 박스 패턴(1404)을 포함한다. 다른 실시예에서, 투사 마스크 패턴(1400)은 별 패턴(1406)을 포함한다. 본원에서 주목되는 것은 투사 마스크 패턴(1400)이 임의의 특별히 설계된 패턴을 포함할 수 있으므로, 전술한 논의가 본 개시 내용의 범위에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다는 것이다.

다른 실시예에서, 투사 마스크 패턴(1400)은 포커스 검출 감도를 향상시키도록 구성된 그리드 마스크 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시료의 x 축에 대해 상이한 각도로 배향된 일련의 이진 정사각형 박스를 사용하면 다양한 수차 타입에 대한 보다 많은 정보를 통해 이미징 품질을 검출할 수 있다. 본원에서 주목되는 것은 특수 코팅을 적용하거나 투과 재료 설계를 변경하고 마스크의 밝은 부분과 어두운 부분의 속성을 차단함으로써 그리드 마스크의 이미징 콘트라스트가 향상될 수 있다는 것이다.

본원에서 주목되는 것은 AF 시스템(800, 900, 1100, 1200, 1300)이 AF 시스템(100)에 비해 많은 이점을 가질 수 있다는 것이다. 예를 들어, AF 시스템은 공정 변동과 패터닝되지 않은 영역이 있는 시료 표면을 추적할 수 있다. 예를 들어, AF 시스템(800)으로 결정된 시료 표면 평면은 공정 변동 및 어레이 내의 패터닝되지 않은 영역에 둔감하다. 이와 관련하여, 표면 결함 검출 감도는 고성능 이미징 시스템(예컨대, 이미징 시스템(830))의 완전한 자격을 달성할 수 있다. 다른 예로서, AF 시스템은 디포커스 오차를 검출하는 향상된 능력을 가지고 있다. 예를 들어, 0.9 Na인 AF로 3D NAND 웨이퍼 상의 AF 시스템을 테스팅할 때, 40 ㎚에서 디포커스 오차가 검출되었는데, 이는 하나의 포커스 심도 내에 충분히 속해 있다.

다른 예로서, NSC 투사 시스템(905)은 조명 및 수집 경로 모두에서 감소된 개구수를 사용함으로써 s 곡선 선형 범위를 확장시켰다. 이 확장된 선형 범위는 기존 방법이 조명 및 수집 애퍼처 모두에 대해 NA를 0.9 NA로 설정할 때 일반적으로 발생하는 포커스 상실을 방지할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 공칭 대칭 s 곡선은 하반부에서 왜곡된 형상을 갖게 된다. s 곡선 선형 범위가 급격히 줄어들 수 있으며, 따라서 포커스가 상실되기 쉽다.

다른 예로서, 확장된 s 곡선 선형 범위는 또한 NSC 신호 기반 포커스 오차를 도 9e에 도시된 이중 제어 루프(960)의 제어 알고리즘 2에 공급하는 것을 가능하게 하는 중요한 설계 방식이다. 다른 예로서, 분할 시야는 AF 시스템의 하나 이상의 컴포넌트 간의 혼선을 방지할 수 있다. 다른 예로서, 하나 이상의 컴포넌트의 제어 루프는 2D 웨이퍼 검사 및 비 어레이 영역의 3D NAND 웨이퍼 검사를 위해 독립적으로 동작될 수 있다. 예를 들어, PMIQ 제어 루프는 독립적으로 동작될 수 있다.

다른 예로서, 스루 포커스 곡선(TFC)는 대안적으로 광학 시스템에서 시료의 z 스테이지 또는 다른 이동 부품을 이동시키지 않고 틸팅된 2D 카메라를 통해 획득될 수 있으며, 그렇지 않으면, 진동, 공기 흔들림, 및/또는 음향 노이즈가 잠재적으로 발생할 수 있다. 다른 예로서, 스루 포커스 곡선(TFC)는 대안적으로 광학 시스템에서 시료의 z 스테이지 또는 다른 이동 부품을 이동시키지 않고 상이한 두께의 유리판의 세트를 통해 획득될 수 있으며, 그렇지 않으면, 진동, 공기 흔들림, 및/또는 음향 노이즈가 잠재적으로 발생할 수 있다.

추가 예로서, 시료 평면 상의 AF 시야는 보다 작은 사이즈가 필요할 때 디지털 방식으로 절단될 수 있다. 또한, PMIQ 검출을 잠재적으로 방해하는 원치 않는 시료 특징이 또한 디지털 방식으로 완전히 마스킹될 수 있다. 또한, AF 시스템(100)의 NSC 곡선은 에너지 기반 방법 또는 에지 움직임 기반 방법으로 계산적으로 생성될 수 있다.

다른 예로서, 하단 결함 검출을 위해, 시료는 표면 결함 검사 동안 레코딩되는 시료 표면 지형과 관련한 사용자 구성가능한 포커스 오프셋으로 설정될 수 있다. 주목되는 것은 PMIQ 접근 방식 및/또는 PMIQ + NSC 접근 방식이 3D NAND 검사를 위해 어레이 영역 웨이퍼 표면을 추적하는 데 매우 잘 작동한다는 것이다. 그러나, 웨이퍼 스택의 하단 또는 큰 포커스 오프셋에서 결함을 검사할 경우, NSC 접근 방식에서 포커스 렌즈에 대한 과도한 이동 범위 요구 사항을 완화하기 위해 상이한 전략을 사용할 수 있다. 이 대안적인 접근 방식에서는 웨이퍼 표면에서 검사하는 동안 z 스테이지 z0(x, y)를 레코딩할 수 있다. 웨이퍼 하단 또는 큰 포커스 오프셋 검사를 위해, 일정한 사용자 구성가능한 포커스 오프셋이 추가될 수 있고, 그에 따라 큰 포커스 오프셋에서의 검사를 위해, 자동 포커스는 도 9f에 도시된 바와 같이 상단 표면으로부터 일정한 오프셋을 갖는 가상 평면으로 추적하게 된다.

추가 예로서, 포커스 오차 맵(FEM)은 검사 동안 수집될 수 있다. 또한, 포커스 오차 맵은 검사 전에 수집될 수 있다. FEM은 사용자가 공정 변동의 근본 원인 및/또는 수율 제한 요인을 찾는 데 유용할 수 있다.

본원에서 주목되는 것은 시스템(800, 900)의 하나 이상의 컴포넌트가 본 기술 분야에서 알려진 임의의 방식으로 시스템(800, 900)의 다양한 다른 컴포넌트에 통신가능하게 연결될 수 있다는 것이다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(818, 925)는 유선(예컨대, 구리 와이어, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 연결(예컨대, RF 연결, IR 연결, WiMax, 블루투스, 3G, 4G, 4G LTE, 5G 등)을 통해 서로에 대해 그리고 다른 컴포넌트에 통신가능하게 연결될 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(816, 921)는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 유선 또는 무선 연결을 통해 시스템(800, 900)의 하나 이상의 컴포넌트에 통신가능하게 연결될 수 있다.

일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(818, 925)는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 하나 이상의 처리 요소를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서(818, 925)는 소프트웨어 알고리즘 및/또는 인스트럭션을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 타입 디바이스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(818, 925)는 본 개시 내용의 전반에 걸쳐 기술되는 바와 같이, 시스템(800, 900)을 동작시키도록 구성되는 프로그램을 실행하도록 구성된 데스크탑 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 다른 컴퓨터 시스템(예컨대, 네트워크형 컴퓨터)을 구성할 수 있다. 본 개시 내용의 전체에 걸쳐 기술되는 단계는 단일 컴퓨터 시스템, 또는 대안적으로 다수의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 또한, 본 개시 내용의 전체에 걸쳐 기술된 단계는 하나 이상의 프로세서(818, 925) 중 임의의 하나 이상에서 수행될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 일반적으로, "프로세서"라는 용어는 메모리(820, 927)로부터의 프로그램 인스트럭션을 실행하는 하나 이상의 처리 요소를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 더욱이, 시스템(800, 900)의 상이한 서브시스템은 본 개시 내용의 전체에 걸쳐 기술된 단계의 적어도 일부를 수행하기에 적합한 프로세서 또는 로직 요소를 포함할 수 있다. 그러므로, 전술한 설명은 본 개시 내용에 대한 제한이 아닌 예시로만 해석되어야 한다.

메모리(820, 927)는 관련된 하나 이상의 프로세서(818, 925)에 의해 실행가능한 프로그램 인스트럭션 및 시스템(800, 900)으로부터 수신된 데이터를 저장하기에 적합한 본 기술 분야에서 알려진 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(820, 927)는 비 일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(820, 927)는 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예컨대, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 추가로 주목되는 것은 메모리(820, 927)가 하나 이상의 프로세서(818, 818)와 함께 공동 컨트롤러 하우징 내에 하우징될 수 있다는 것이다. 대안적인 실시예에서, 메모리(820, 927)는 프로세서(818, 925), 컨트롤러(816, 921) 등의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 메모리(820, 927)는 하나 이상의 프로세서(818, 925)로 하여금 본 개시 내용을 통해 기술된 다양한 단계를 수행하게 하기 위한 프로그램 인스트럭션을 보유한다.

일 실시예에서, 사용자 인터페이스는 컨트롤러(816, 921)에 통신가능하게 연결된다. 일 실시예에서, 사용자 인터페이스는 하나 이상의 데스크탑, 태블릿, 스마트폰, 스마트 시계 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스는 시스템(800, 900)의 데이터를 사용자에게 디스플레이하는 데 사용되는 디스플레이를 포함한다. 사용자 인터페이스의 디스플레이는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광 다이오드(OLED) 기반 디스플레이, 또는 CRT 디스플레이를 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 본 기술 분야의 기술자는 사용자 인터페이스와 통합될 수 있는 임의의 디스플레이 디바이스가 본 개시물에 구현되기에 적합하다는 것을 인식해야 한다. 다른 실시예에서, 사용자는 사용자 인터페이스의 사용자 입력 디바이스를 통해 사용자에게 디스플레이된 데이터에 응답하여 선택 및/또는 인스트럭션을 입력할 수 있다.

본 기술 분야의 기술자는 본원에 설명된 컴포넌트(예컨대, 동작), 디바이스, 객체, 및 이에 수반되는 논의가 개념적 명료성을 위한 예로서 사용되고 다양한 구성 수정이 고려된다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본원에서 사용되는 바와 같이, 제시된 특정 예시 및 수반되는 논의는 보다 일반적인 클래스를 나타내기 위한 것이다. 일반적으로, 임의의 특정 예시의 사용은 해당 클래스를 나타내기 위한 것이며, 특정 컴포넌트(예컨대, 동작), 디바이스, 및 객체가 포함되지 않는 것이 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다.

본 기술 분야의 기술자는 본원에 설명된 공정 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 (예컨대, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어로) 실시될 수 있는 다양한 수단이 존재하며, 선호되는 수단은 공정 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 구축되는 상황에 따라 달라질 것이라는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 구현자가 속도와 정확성이 가장 중요하다고 결정하면, 구현자는 주로 하드웨어 및/또는 펌웨어 수단을 선택할 수 있으며; 이와는 달리, 유연성이 가장 중요한 것이라고 결정하면, 구현자는 주로 소프트웨어 구현예를 선택할 수 있거나; 또는 다시 대안적으로, 구현자는 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어의 일부 조합을 선택할 수 있다. 따라서, 본원에 설명된 공정 및/또는 디바이스 및/또는 다른 기술이 실시될 수 있는 몇 가지 가능한 수단이 존재하며, 이용될 임의의 수단은 그 수단이 구축될 상황 및 변동될 수 있는 구현자의 임의의 특정 관심 사항(예컨대, 속도, 유연성, 또는 예측성)에 따라 선택된다는 점에서 그 어느 것도 다른 것보다 본질적으로 더 우월하지는 않다.

전술의 설명은 본 기술 분야의 통상의 기술자가 특정 적용례 및 그 요건의 맥락에서 제공된 바와 같은 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 제시된다. 본원에 사용된 바와 같이, "상단", "하단", "위", "아래", "상부", "상방", "하부", "아래로" 및 "하방"과 같은 방향성 용어는 설명을 위한 상대적 위치를 제공하기 위한 것이며, 절대적인 기준 프레임을 지정하기 위한 것이 아니다. 기술된 실시예에 대한 다양한 수정은 본 기술 분야의 기술자에게는 명백할 것이며, 본원에 정의된 일반적인 원리는 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시되고 기술된 특정 실시예로 제한되도록 의도되지 않고, 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일관되는 가장 넓은 범위가 부여되어야 한다.

본원에서 거의 모든 복수 및/또는 단수 용어의 사용과 관련하여, 본 기술 분야의 기술자는 문맥 및/또는 적용례에 적절하다면 복수에서 단수로 및/또는 단수에서 복수로 바꿀 수 있다. 다양한 단수/복수 치환은 명확성을 위해 본원에 명시적으로 열거되지는 않는다.

본원에 기술된 모든 방법은 방법 실시예의 하나 이상의 단계의 결과를 메모리에 저장하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 결과는 본원에 기재된 임의의 결과를 포함할 수 있고, 본 기술 분야에서 알려진 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 메모리는 본원에 기술된 임의의 메모리 또는 본 기술 분야에서 알려진 임의의 다른 적합한 저장 매체를 포함할 수 있다. 이러한 결과가 저장된 후, 해당 결과는 본원에 기술된 임의의 방법 또는 시스템 실시예에 의해 메모리에서 액세스 및 사용될 수 있고, 사용자에게 표시되도록 포맷되고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법, 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 또한, 이러한 결과는 "영구적으로", "반영구적으로", 일시적으로, 또는 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있으며, 이러한 결과가 메모리에 반드시 무한정으로 지속되지는 않을 수 있다.

추가로 고려되는 것은 전술한 방법의 각 실시예는 본원에 기술된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 또한, 전술한 방법의 각 실시예는 본원에 기술된 임의의 시스템에 의해 수행될 수 있다.

본원에 기술된 발명의 대상은 다른 컴포넌트 내에 포함되거나 다른 컴포넌트와 연결된 다른 컴포넌트를 때때로 도시한다. 그러한 도시된 아키텍처는 단지 예시일 뿐이며, 실제로 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 개념적 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 임의의 배열의 컴포넌트들은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 특정 기능을 달성하기 위해 결합된 임의의 두 개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간의 컴포넌트와는 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관된다"고 간주될 수 있다. 유사하게, 이와 같이 연관된 임의의 두 개의 컴포넌트는 또한 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "접속된" 또는 "연결된" 것으로 간주될 수 있으며, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 두 개의 컴포넌트는 또한 서로 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "연결 가능한" 것으로 간주될 수 있다. 연결 가능한 특정 예는 물리적으로 짝을 이룰 수 있고/있거나 물리적으로 상호 작용하는 컴포넌트, 및/또는 무선으로 상호 작용 가능하고/하거나 무선으로 상호 작용하는 컴포넌트, 및/또는 논리적으로 상호 작용 가능하고/하거나 논리적으로 상호 작용하는 컴포넌트를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.

또한, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 정의되는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로, 본원 및 특히 첨부된 청구항(예컨대, 첨부된 청구항의 본문)에서 사용되는 용어는 일반적으로 "개방" 용어(예컨대, "포함하는" 용어는 "포함하지만 이에 제한되지는 않는"으로 해석되어야 하고, 용어 "갖는"은 "적어도 갖는"으로 해석되어야 하고, 용어 "포함한다"는 "포함하지만 이에 제한되지는 않는다" 등으로 해석되어야 한다)로서 의도된다는 것을 본 기술 분야의 기술자에게는 이해될 것이다. 특정 수의 도입된 청구항 인용이 의도되는 경우, 그러한 의도가 청구항에서 명시적으로 인용될 것이며, 그러한 인용이 없는 경우 그러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 본 기술 분야의 기술자에게는 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해, 이하의 첨부된 청구항은 청구항 인용을 도입하기 위해 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이라는 도입 문구의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 문구의 사용은 부정 관사 "a" 또는 "an"에 의한 청구항 인용의 도입이 그러한 도입된 청구항 인용을 포함하는 임의의 특정 청구항을 그러한 하나의 인용만을 포함하는 발명으로 제한한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안되며, 심지어는 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"라는 도입 문구와 "a" 또는 "an"과 같은 부정 관사(예컨대, "a" 및/또는 "an"는 전형적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 함)를 포함하는 경우에도 그러하며; 청구항 인용을 도입하는 데 사용되는 정관사의 사용의 경우에도 마찬가지이다. 또한, 특정 수의 도입된 청구항 인용이 명시적으로 인용되더라도, 본 기술 분야의 기술자는 그러한 인용이 전형적으로 최소한의 인용된 수를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예컨대, 다른 수식어가 없는 기본적인 "두 개의 인용"은 전형적으로 적어도 두 개의 인용 또는 두 개 이상의 인용을 의미한다). 또한, "A, B 및 C 중 적어도 하나"와 유사한 관례 등이 사용되는 경우, 일반적으로 그러한 구성은 본 기술 분야의 기술자가 그 관례를 이해할 것이라는 의미로 의도된다(예컨대, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 시스템 등을 포함할 것이지만 이에 제한되지는 않을 것이다). “A, B 또는 C 중 적어도 하나"와 유사한 관례 등이 사용되는 경우, 일반적으로 그러한 구성은 본 기술 분야의 기술자가 그 관례를 이해할 것이라는 의미로 의도된다(예컨대, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A 및 B를 함께, A 및 C를 함께, B 및 C를 함께, 및/또는 A, B 및 C를 함께 갖는 시스템 등을 포함할 것이지만 이에 제한되지는 않을 것이다). 상세한 설명, 청구항, 또는 도면에서, 두 개 이상의 대체 용어를 나타내는 거의 모든 택일적인 단어 및/또는 문구는 그 용어 중의 하나, 그 용어의 각각, 또는 그 용어 모두를 포함할 가능성을 고려하도록 이해되어야 한다는 것이 본 기술 분야의 기술자에게 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.

본 개시 내용과 그에 따른 다수의 이점은 전술한 설명에 의해 이해될 것이고, 본 개시된 발명의 요지를 벗어나지 않고 또는 그의 모든 재료의 이점을 희생시키지 않는 범위 내에서 컴포넌트의 형태, 구성, 및 배열에서 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이라고 여겨진다. 설명된 형태는 단지 설명적인 것에 불과하며, 이하의 청구항 발명은 이러한 변경을 포괄하고 포함하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 정의되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (27)

1. 자동 포커싱(auto-focusing) 시스템에 있어서,
   조명 소스;
   애퍼처;
   투사 마스크;
   검출기 어셈블리;
   릴레이 시스템 ― 상기 릴레이 시스템은 상기 투사 마스크를 통해 투과된 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록(optically couple) 구성되고, 상기 릴레이 시스템은 상기 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료(specimen) 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 투사 마스크의 이미지를 상기 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성됨 ―; 및
   하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러
   를 포함하고,
   상기 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 상기 프로그램 인스트럭션은 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
   상기 검출기 어셈블리로부터 상기 투사 마스크의 하나 이상의 이미지를 수신하게 하고; 그리고
   상기 투사 마스크의 하나 이상의 이미지의 품질을 결정하게 하도록
   구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 프로세서는 또한:
   상기 투사 마스크의 하나 이상의 이미지에 대해 하나 이상의 포커스 메트릭을 적용하는 것에 기반하여 상기 투사 마스크의 하나 이상의 이미지의 이미지 품질을 결정하도록 구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 포커스 메트릭은 스루 포커스 곡선(TFC; through focus curve)을 포함하는 것인, 자동 포커싱 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 하나 이상의 프로세서는 또한:
   상기 투사 마스크의 상기 결정된 이미지 품질에 응답하여 상기 이미징 시스템의 상기 스테이지 어셈블리의 수직 위치를 조정하도록 구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
5. 제4항에 있어서,
   상기 하나 이상의 프로세서는 또한:
   상기 이미징 시스템의 상기 스테이지 어셈블리의 수직 위치를 조정하여, 스루 포커스 곡선(TFC)의 피크 위치에서 상기 시료의 수직 위치를 유지하도록 구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 검출기 어셈블리는 2차원 카메라를 포함하는 것인, 자동 포커싱 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   상기 검출기 어셈블리는 틸팅된(tilted) 2차원 카메라를 포함하는 것인, 자동 포커싱 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 검출기 어셈블리는:
   2차원 카메라; 및
   투명판을 포함하고, 상기 투명판은 상기 2차원 카메라의 전방에 배치되고, 상기 투명판에 걸쳐 변화하는 두께를 갖는 것인, 자동 포커싱 시스템.
9. 제1항에 있어서,
   하나 이상의 광학 요소를 더 포함하고, 상기 하나 이상의 광학 요소는 하나 이상의 렌즈, 하나 이상의 미러, 또는 하나 이상의 빔 스플리터 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 자동 포커싱 시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 이미징 시스템은 검사 시스템 또는 이미징 기반 계측 시스템 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 자동 포커싱 시스템.
11. 제1항에 있어서,
    상기 시료는 반도체 웨이퍼를 포함하는 것인, 자동 포커싱 시스템.
12. 시스템에 있어서,
    이미징 시스템;
    자동 포커싱 시스템 ― 상기 자동 포커싱 시스템은:
    조명 소스,
    애퍼처,
    투사 마스크,
    검출기 어셈블리, 및
    릴레이 시스템을 포함하고, 상기 릴레이 시스템은 상기 자동 포커싱 시스템을 상기 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고, 상기 릴레이 시스템은 상기 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 투사 마스크의 이미지를 다시 상기 자동 포커싱 시스템의 상기 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성됨 ―; 및
    하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 상기 프로그램 인스트럭션은 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
    상기 검출기 어셈블리로부터 상기 투사 마스크의 하나 이상의 이미지를 수신하게 하고; 그리고
    상기 투사 마스크의 하나 이상의 이미지의 품질을 결정하게 하도록
    구성되는 것인, 시스템.
13. 자동 포커싱 시스템에 있어서,
    투사 마스크 이미지 품질(PMIQ; projection mask image quality) 자동 포커싱 시스템 ― 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템은:
    조명 소스,
    제1 애퍼처,
    제1 투사 마스크, 및
    제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 제2 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함함 ―;
    정규화된 s 곡선(normalized s-curve)(NSC) 자동 포커싱 시스템 ― 상기 NSC 자동 포커싱 시스템은:
    조명 소스,
    제2 애퍼처,
    제2 투사 마스크, 및
    제1 NSC 검출기 어셈블리 및 제2 NSC 검출기 어셈블리를 포함함 ―;
    릴레이 시스템 ― 상기 릴레이 시스템은 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 상기 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터의 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제1 투사 마스크의 이미지를 상기 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 상기 제2 PMIQ 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제2 투사 마스크의 이미지를 상기 제1 NSC 검출기 어셈블리 및 상기 제2 NSC 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성됨 ―; 및
    하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 상기 프로그램 인스트럭션은 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
    상기 제1 PMIQ 검출기 어셈블리, 상기 제2 PMIQ 검출기 어셈블리, 상기 제1 NSC 검출기 어셈블리, 및 상기 제2 NSC 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고; 그리고
    상기 제1 PMIQ 검출기 어셈블리, 상기 제2 PMIQ 검출기 어셈블리, 상기 제1 NSC 검출기 어셈블리, 및 상기 제2 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 상기 이미징 시스템의 포커스를 유지하기 위해 상기 스테이지 어셈블리를 조정하게 하도록
    구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 투사 마스크 및 상기 제2 투사 마스크는, 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템과 상기 NSC 자동 포커싱 시스템 간의 광학적 혼선을 완화하기 위해 상기 제1 투사 마스크가 시야의 전반부에 투사되고 상기 제2 투사 마스크가 상기 시야의 후반부에 투사되도록 위치되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 투사 마스크의 그리드 마스크 패턴, 그리드 마스크 피치, 또는 그리드 마스크 배향 중 적어도 하나는 상기 제2 투사 마스크와는 상이한 것인, 자동 포커싱 시스템.
16. 제13항에 있어서,
    상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템의 조명 소스는 연속 ON 상태에서 동작하도록 구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
17. 제13항에 있어서,
    상기 NSC 자동 포커싱 시스템의 조명 소스는 제1 조명 채널 및 제2 조명 채널을 포함하고, 상기 NSC 자동 포커싱 시스템의 조명 소스의 출력은 상기 제1 조명 채널과 상기 제2 조명 채널 간의 혼선을 완화하도록 시간 다중화되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
18. 제13항에 있어서,
    상기 NSC 자동 포커싱 시스템은 조명 경로 또는 수집 경로 중 적어도 하나에서 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템에 비해 감소된 개구수를 갖는 것인, 자동 포커싱 시스템.
19. 제18항에 있어서,
    상기 NSC 자동 포커싱 시스템은 확장된 s 곡선 선형 범위를 갖는 것인, 자동 포커싱 시스템.
20. 제18항에 있어서,
    상기 NSC 자동 포커싱 시스템은 0.9 NA 미만의 개구수를 갖는 것인, 자동 포커싱 시스템.
21. 제20항에 있어서,
    상기 NSC 자동 포커싱 시스템은 0.4 내지 0.6 NA의 개구수를 갖는 것인, 자동 포커싱 시스템.
22. 자동 포커싱 시스템에 있어서,
    조명 소스, 제1 애퍼처, 제1 투사 마스크, 및 제1 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함하는 투사 마스크 이미지 품질(PMIQ) 자동 포커싱 시스템;
    조명 소스, 제2 애퍼처, 제2 투사 마스크, 및 제1 NSC 검출기 어셈블리를 포함하는 정규화된 s 곡선(NSC) 자동 포커싱 시스템;
    릴레이 시스템 ― 상기 릴레이 시스템은 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 상기 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터의 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제1 투사 마스크의 이미지를 상기 제1 PMIQ 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제2 투사 마스크의 이미지를 상기 제1 NSC 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성됨 ―; 및
    하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 상기 프로그램 인스트럭션은 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
    상기 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 상기 제1 NSC 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고;
    상기 제1 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 대해 디지털 이진 리턴 마스크를 적용하게 하고; 그리고
    상기 제1 PMIQ 검출기 어셈블리 및 상기 제1 NSC 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호, 및 상기 디지털 이진 리턴 마스크의 출력에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 상기 이미징 시스템의 포커스를 유지하기 위해 상기 스테이지 어셈블리를 조정하게 하도록
    구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
23. 자동 포커싱 시스템에 있어서,
    조명 소스, 제1 애퍼처, 및 틸팅된 제1 투사 마스크를 포함하는 투사 마스크 이미지 품질(PMIQ) 자동 포커싱 시스템;
    조명 소스, 제2 애퍼처, 및 제2 투사 마스크를 포함하는 정규화된 s 곡선(NSC) 자동 포커싱 시스템;
    검출기 어셈블리;
    릴레이 시스템 ― 상기 릴레이 시스템은 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 상기 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터의 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제1 투사 마스크의 이미지를 상기 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제2 투사 마스크의 이미지를 상기 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성됨 ―; 및
    하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 상기 프로그램 인스트럭션은 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
    상기 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고;
    상기 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호에 대해 디지털 이진 리턴 마스크를 적용하게 하고; 그리고
    상기 검출기 어셈블리로부터의 하나 이상의 신호, 및 상기 디지털 이진 리턴 마스크의 출력에 기반하여 이중 제어 루프를 실행하여, 상기 이미징 시스템의 포커스를 유지하기 위해 상기 스테이지 어셈블리를 조정하게 하도록
    구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
24. 제23항에 있어서,
    상기 틸팅된 제1 투사 마스크는 스루 포커싱 곡선(TFC)을 제공하도록 구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
25. 제23항에 있어서,
    상기 제1 투사 마스크의 그리드 마스크 패턴, 그리드 마스크 피치, 또는 그리드 마스크 배향 중 적어도 하나는 상기 제2 투사 마스크와는 상이한 것인, 자동 포커싱 시스템.
26. 자동 포커싱 시스템에 있어서,
    조명 소스, 제1 애퍼처, 제1 투사 마스크, 및 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리를 포함하는 투사 마스크 이미지 품질(PMIQ) 자동 포커싱 시스템;
    조명 소스, 제2 애퍼처, 제2 투사 마스크, 및 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리를 포함하는 정규화된 s 곡선(NSC) 자동 포커싱 시스템;
    릴레이 시스템 ― 상기 릴레이 시스템은 상기 PMIQ 자동 포커싱 시스템 및 상기 NSC 자동 포커싱 시스템으로부터의 조명을 이미징 시스템에 광학적으로 연결하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제1 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제1 투사 마스크의 이미지를 상기 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성되고,
    상기 릴레이 시스템은 상기 제2 투사 마스크로부터의 하나 이상의 패턴을 상기 이미징 시스템의 스테이지 어셈블리 상에 배치된 시료 상으로 투사하고 상기 시료로부터의 상기 제2 투사 마스크의 이미지를 상기 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리로 전송하도록 구성됨 ―; 및
    하나 이상의 프로세서를 포함한 컨트롤러
    를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램 인스트럭션의 세트를 실행하도록 구성되고, 상기 프로그램 인스트럭션은 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금:
    상기 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리 및 상기 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리로부터 하나 이상의 신호를 수신하게 하고; 그리고
    상기 하나 이상의 PMIQ 검출기 어셈블리 또는 상기 하나 이상의 NSC 검출기 어셈블리 중 적어도 하나로부터의 하나 이상의 신호에 기반하여 포커스 오차 맵을 생성하게 하도록
    구성되는 것인, 자동 포커싱 시스템.
27. 제26항에 있어서,
    상기 제1 투사 마스크의 그리드 마스크 패턴, 그리드 마스크 피치, 또는 그리드 마스크 배향 중 적어도 하나는 상기 제2 투사 마스크와는 상이한 것인, 자동 포커싱 시스템.

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