KR20210140774A - 광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템 - Google Patents

광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210140774A
KR20210140774A KR1020217036259A KR20217036259A KR20210140774A KR 20210140774 A KR20210140774 A KR 20210140774A KR 1020217036259 A KR1020217036259 A KR 1020217036259A KR 20217036259 A KR20217036259 A KR 20217036259A KR 20210140774 A KR20210140774 A KR 20210140774A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
arm
detector
optical
focusing lens
stage
Prior art date
Application number
KR1020217036259A
Other languages
English (en)
Inventor
진씬 푸
이페이 왕
이안 매튜 맥맥킨
루트거 마이어 티머만 티센
루도빅 고뎃
조셉 씨. 올슨
모건 에반스
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US16/539,930 external-priority patent/US10801890B1/en
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20210140774A publication Critical patent/KR20210140774A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02041—Interferometers characterised by particular imaging or detection techniques
    • G01B9/02048—Rough and fine measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02—Details
    • G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0237—Adjustable, e.g. focussing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02—Testing optical properties
    • G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/10—Beam splitting or combining systems
    • G02B27/1006—Beam splitting or combining systems for splitting or combining different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/286—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising for controlling or changing the state of polarisation, e.g. transforming one polarisation state into another
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/56—Measuring geometric parameters of semiconductor structures, e.g. profile, critical dimensions or trench depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N2021/9511—Optical elements other than lenses, e.g. mirrors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 개시내용의 실시예들은 광을 회절시키기 위한 방법들 및 측정 시스템들에 관한 것이다. 측정 시스템은 스테이지, 광학 암, 및 하나 이상의 검출기 암들을 포함한다. 광을 회절시키는 방법은, 파장(
Figure pct00090
)을 갖는 광 빔들을 고정된 빔 각도(
Figure pct00091
) 및 최대 배향각(
Figure pct00092
)으로 제1 기판의 제1 구역에 투사하는 단계, 변위각(
Figure pct00093
)을 획득하는 단계, 타겟 최대 빔 각도(
Figure pct00094
)를 결정하는 단계 ― 여기서
Figure pct00095
임 ―, 및 수정된 격자 피치 방정식
Figure pct00096
에 의해 테스트 격자 피치(
Figure pct00097
)를 결정하는 단계를 포함한다. 측정 시스템 및 방법은, 격자 피치들 및 격자 배향들과 같은, 광학 디바이스의 영역들의 불균일한 특성들의 측정을 가능하게 한다.

Description

광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 장치 및 방법에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템에 관한 것이다.
[0002] 가상 현실은 일반적으로, 컴퓨터 생성 시뮬레이팅 환경(computer generated simulated environment)인 것으로 간주되며, 이러한 환경에서 사용자는 명백한 물리적 존재를 갖는다. 가상 현실 경험은 3D로 생성되고, HMD(head-mounted display), 이를테면, 실제 환경을 대체하는 가상 현실 환경을 디스플레이하기 위한 렌즈들로서 근안 디스플레이 패널(near-eye display panel)들을 갖는 안경 또는 다른 웨어러블 디스플레이 디바이스들로 뷰잉될 수 있다.
[0003] 그러나, 증강 현실은, 사용자가 주변 환경을 뷰잉하기 위해 여전히 안경 또는 다른 HMD 디바이스의 디스플레이 렌즈들을 통해 볼 수 있을 뿐만 아니라, 디스플레이를 위해 생성되고 환경의 일부로서 나타나는 가상 객체들의 이미지들을 또한 볼 수 있는 경험을 가능하게 한다. 증강 현실은, 사용자가 경험하는 환경을 보강(enhance)하거나 증강시키는 비디오, 그래픽들, 및 가상 이미지들뿐만 아니라 임의의 타입의 입력, 이를테면, 오디오 및 햅틱 입력들을 포함할 수 있다. 증강 현실 경험을 달성하기 위해, 가상 이미지가 주변 환경 상에 오버레이되고, 오버레이는 광학 디바이스들에 의해 수행된다.
[0004] 당해 기술 분야의 하나의 결점은, 제작된 광학 디바이스들이 격자 피치들 및 격자 배향들과 같은 불균일한 특성들을 갖는 경향이 있다는 것이다. 게다가, 증착 직후(as-deposited)의 광학 디바이스들은 기판의 국부적인 뒤틀림(warping) 또는 변형들과 같은 그들의 기판의 불균일성들을 물려받을 수 있다. 또한, 지지 표면 상에 존재하는 결함(imperfection)들 또는 입자들과 같이 고르지 않은 지지 표면 상에 배치된 기판에 대해 증착이 발생하면, 기판은 틸팅될 수 있고, 증착된 광학 디바이스는 또한 이러한 왜곡들을 물려받을 수 있다.
[0005] 따라서, 광학 디바이스들의 불균일성을 검출하기 위한 장치들 및 방법들이 당해 기술 분야에 필요하다.
[0006] 일 실시예에서, 측정 시스템이 제공되며, 측정 시스템은, 스테이지, 암 액추에이터에 커플링된 광학 암 ― 암 액추에이터는, 광학 암을 스캐닝하고 그리고 축을 중심으로 광학 암을 회전시키도록 구성됨 ―, 및 검출기 암을 포함한다. 스테이지는 기판 지지 표면을 갖는다. 스테이지는, 스캐닝 경로에서 스테이지를 이동시키고 그리고 축을 중심으로 스테이지를 회전시키도록 구성된 스테이지 액추에이터에 커플링된다. 광학 암은 광학 검출기 근처에서 광 경로에 포지셔닝된 빔 스플리터 근처에 포지셔닝된 레이저를 포함하고, 레이저는 광 빔들을 빔 스플리터에 투사하도록 동작가능하고, 광 빔들은 광 경로를 따라 빔 각도(
Figure pct00001
)로 스테이지로 편향된다. 검출기 암은, 검출기 암을 스캐닝하고 그리고 축을 중심으로 검출기 암을 회전시키도록 구성된 검출기 액추에이터, 제1 포커싱 렌즈, 및 검출기를 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 측정 시스템이 제공되며, 측정 시스템은, 스테이지, 암 액추에이터에 커플링된 광학 암 ― 암 액추에이터는, 광학 암을 스캐닝하고 그리고 축을 중심으로 광학 암을 회전시키도록 구성됨 ―, 1차 검출기 암, 및 2차 검출기 암을 포함한다. 스테이지는 기판 지지 표면을 갖는다. 스테이지는, 스캐닝 경로에서 스테이지를 이동시키고 그리고 축을 중심으로 스테이지를 회전시키도록 구성된 스테이지 액추에이터에 커플링된다. 광학 암은 광학 검출기 근처에서 광 경로에 포지셔닝된 빔 스플리터 근처에 포지셔닝된 레이저를 포함하고, 레이저는 광 빔들을 빔 스플리터에 투사하도록 동작가능하고, 광 빔들은 광 경로를 따라 빔 각도(
Figure pct00002
)로 스테이지로 편향된다. 검출기 암들 각각은, 검출기 암을 스캐닝하도록 구성된 검출기 액추에이터, 제1 포커싱 렌즈, 및 검출기를 포함한다.
[0008] 또 다른 실시예에서, 광을 회절시키는 방법이 제공되며, 방법은, 파장(
Figure pct00003
)을 갖는 광 빔들을 고정된 빔 각도(
Figure pct00004
) 및 최대 배향각(
Figure pct00005
)으로 제1 기판의 제1 구역에 투사하는 단계, 변위각(
Figure pct00006
)을 획득하는 단계, 타겟 최대 빔 각도(
Figure pct00007
)를 결정하는 단계 ― 여기서
Figure pct00008
임 ―, 및 수정된 격자 피치 방정식
Figure pct00009
에 의해 테스트 격자 피치(
Figure pct00010
)를 결정하는 단계를 포함한다.
[0009] 측정 시스템 및 측정 방법은, 격자 피치들 및 격자 배향들과 같은, 광학 디바이스의 영역들의 국부적인 불균일성들을 측정한다. 국부적인 불균일성 값들은 광학 디바이스의 성능을 평가하는 데 유용하다.
[0010] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 예시적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하며, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 것이 주목되어야 한다.
[0011] 도 1a - 도 1c는 일부 실시예들에 따른 측정 시스템의 구성들의 개략도들을 예시한다.
[0012] 도 2a - 도 2c는 일부 실시예들에 따른 빔 포지션 검출기의 개략도들을 예시한다.
[0013] 도 3은 일 실시예에 따른 제1 구역의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0014] 도 4a - 도 4d는 일부 실시예들에 따른, 하나 이상의 검출기 암들을 포함하는 측정 시스템들의 개략도들을 예시한다.
[0015] 도 5는 일 실시예에 따른, 광을 회절시키기 위한 방법 동작들의 흐름도이다.
[0016] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있음이 고려된다.
[0017] 본 개시내용의 실시예들은 광학 디바이스들의 국부적인 불균일성들을 측정하기 위한 측정 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 측정 시스템은 스테이지, 광학 암, 및 하나 이상의 검출기 암들을 포함하며, 하나 이상의 검출기 암들은 하나 이상의 포커싱 렌즈들을 포함한다. 광학 암으로부터 투사된 광은 스테이지 상에 배치된 기판으로부터 반사되고, 기판 표면으로부터의 반사된 광은 검출기에 입사된다. 포커싱 렌즈의 광학 중심으로부터의 편향은 광학 디바이스의 국부적인 불균일성을 결정하는 데 사용된다. 광을 회절시키는 방법들은 기판 표면으로부터 산란된 광 빔들을 측정하는 단계를 포함하고, 측정된 값들로부터 국부적인 왜곡들이 획득된다. 본원에 개시된 실시예들은 광학 시스템들에서 국부적인 균일성을 측정하는 데 특히 유용할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음).
[0018] 본원에서 사용되는 바와 같이, "약"이라는 용어는 공칭 값으로부터 +/-10%의 편차를 의미한다. 그러한 편차는 본원에서 제공된 임의의 값에 포함될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0019] 도 1a는 일 실시예에 따른, 측정 시스템(101)의 제1 구성(100A)의 개략도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 측정 시스템(101)은 스테이지(102), 광학 암(104A), 및 하나 이상의 검출기 암들(150)을 포함한다. 측정 시스템(101)은 광학 암(104)에 의해 생성된 광을 회절시키도록 구성된다. 광학 암(104)에 의해 생성된 광은 스테이지(102) 위에 배치된 기판으로 지향되고, 회절된 광은 하나 이상의 검출기 암들(150)에 입사된다.
[0020] 도시된 바와 같이, 스테이지(102)는 지지 표면(106) 및 스테이지 액추에이터(108)를 포함한다. 스테이지(102)는 지지 표면(106) 상에 기판(103)을 유지하도록 구성된다. 스테이지(102)는 스테이지 액추에이터(108)에 커플링된다. 스테이지 액추에이터(108)는, 스캐닝 경로(110)에서 x-방향 및 y-방향을 따라 스테이지(102)를 이동시키고 그리고 z-축을 중심으로 스테이지(102)를 회전시키도록 구성된다. 스테이지(102)는, 측정 시스템(101)의 동작 동안 광학 암(104A)으로부터의 광이 기판(103)의 상이한 부분들 또는 영역들에 입사되도록, 기판(103)을 이동시키고 회전시키도록 구성된다.
[0021] 기판(103)은 격자들(109)의 하나 이상의 영역들(107)을 갖는 하나 이상의 광학 디바이스들(105)을 포함한다. 영역들(107) 각각은 배향각(
Figure pct00011
) 및 피치(P)(도 3)를 갖는 격자들(109)을 갖고, P는 격자들(109)의 근처의 질량 중심들 또는 근처의 제1 에지들(301)과 같은 근처의 포인트들 사이의 거리로서 정의된다. 제1 영역(111)에 대한 격자들(109)의 피치(P) 및 배향각(
Figure pct00012
)은 하나 이상의 영역들(107) 중 제2 영역(113)에 대한 격자들(109)의 피치(P) 및 배향각(
Figure pct00013
)과 상이할 수 있다. 게다가, 기판(103)의 국부적인 뒤틀림 또는 다른 변형으로 인한 국부적인 피치(P') 변동들 및 국부적인 배향각(
Figure pct00014
) 변동들이 있을 수 있다. 측정 시스템(101)은 광학 디바이스들(105) 각각의 영역들(107) 각각에 대한 격자들(109)의 피치(P) 및 배향각(
Figure pct00015
)을 측정하는 데 활용될 수 있다. 기판(103)은, 이를테면, 약 150 mm 내지 약 450 mm의 반경을 갖는 임의의 크기의 단결정 웨이퍼일 수 있다. 도시된 바와 같이, 광학 암(104A)으로부터의 광 빔(126A)은 영역(107)으로부터 초기 R0 빔(450)으로 산란되며, 이는 아래에서 더 상세히 설명된다.
[0022] 광학 암(104), 검출기 암(150), 및 스테이지(102)는 제어기(130)에 커플링된다. 제어기(130)는 본원에서 설명된 격자들(109)의 피치(P) 및 배향각(
Figure pct00016
)을 측정하기 위한 방법의 제어 및 자동화를 가능하게 한다. 제어기는 CPU(central processing unit)(미도시), 메모리(미도시), 및 지원 회로들(또는 I/O)(미도시)을 포함할 수 있다. CPU는, 다양한 프로세스들 및 하드웨어(예컨대, 모터들 및 다른 하드웨어)를 제어하기 위해 산업 현장들에서 사용되고 프로세스들(예컨대, 전달 디바이스 포지션 및 스캐닝 시간)을 모니터링하는 임의의 형태의 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다. 메모리(미도시)는 CPU에 연결되고, RAM(random access memory)과 같은 쉽게 이용가능한 메모리일 수 있다. 소프트웨어 명령들 및 데이터는 CPU에 명령하기 위해 코딩되고 메모리 내에 저장될 수 있다. 지원 회로들(미도시)이 또한, 종래 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU에 연결된다. 지원 회로들은 종래의 캐시, 전력 공급부들, 클록 회로들, 입력/출력 회로, 서브시스템들 등을 포함할 수 있다. 제어기에 의해 판독가능한 프로그램(또는 컴퓨터 명령들)은 어떠한 태스크들이 기판(103) 상에서 수행가능한지를 결정한다. 프로그램은 제어기에 의해 판독가능한 소프트웨어일 수 있고, 예컨대, 기판 포지션 및 광학 암 포지션을 모니터링 및 제어하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
[0023] 도시된 바와 같이, 광학 암(104A)은 백색 광원(114A), 제1 빔 스플리터(116A), 제2 빔 스플리터(118A), 레이저(120), 검출기(122), 및 분광계(124)를 포함한다. 백색 광원(114)은 섬유 결합 광원(fiber coupled light source)일 수 있다. 제1 빔 스플리터(116A)는 백색 광원(114) 근처에서 광 경로(126A)에 포지셔닝된다. 일 실시예에 따르면, 백색 광원(114)은 백색 광을 광 경로(126A)를 따라 빔 각도(
Figure pct00017
)로 기판(103)에 투사하도록 동작가능하다. 레이저(120)는 섬유 결합 광원일 수 있다. 레이저(120)는 제1 빔 스플리터(116A) 근처에 포지셔닝된다. 레이저(120)는, 광 빔들이 광 경로(126A)를 따라 빔 각도(
Figure pct00018
)로 기판(103)으로 편향되도록, 일정 파장을 갖는 광 빔들을 제1 빔 스플리터(116A)에 투사하도록 동작가능하다. 제2 빔 스플리터(118A)는 제1 빔 스플리터(116A) 근처에서 광 경로(126A)에 포지셔닝된다. 제2 빔 스플리터(118A)는 기판(103)에 의해 반사된 광 빔들을 검출기(122)로 편향시키도록 동작가능하다. 분광계(124)는 검출기(122)로 편향된 광 빔들의 파장을 결정하기 위해 검출기(122)에 커플링된다. 본원에서 설명되는 광 빔들은 레이저 빔들일 수 있다. 광학 암(104)은, 광이 기판(103)에 의해 편향되고 하나 이상의 검출기 암들(150)에 의해 측정될 수 있도록, 광 빔을 광 경로(126)를 따라 전달한다.
[0024] 도 1b는 일 실시예에 따른, 측정 시스템(101)의 제2 구성(100B)의 개략도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 광학 암(104B)은 레이저(120), 빔 스플리터(128), 및 빔 포지션 검출기(132)를 포함한다. 빔 포지션 검출기(132)는 이미지 센서, 이를테면, CCD 또는 CMOS 센서를 포함할 수 있다. 빔 스플리터(128)는 빔 포지션 검출기(132) 근처에서 광 경로(126B)에 포지셔닝된다. 레이저(120)는 빔 스플리터(128) 근처에 포지셔닝된다. 레이저(120)는, 광 빔들이 광 경로(126B)를 따라 빔 각도(
Figure pct00019
)로 기판(103)으로 편향되도록, 일정 파장을 갖는 광 빔들을 빔 스플리터(128)에 투사하도록 동작가능하다. 일 실시예에 따르면, 광학 암(104B)은 편광기(156), 이를테면, 반파장판 및 1/4 파장판(158)을 포함한다. 편광기(156)는 레이저(120)와 빔 스플리터(128) 사이에 있다. 편광기(156)는 빔 각도(
Figure pct00020
)로 빔 스플리터(128)에 의해 편향되는 광 빔들의 효율을 최대화한다. 1/4 파장판(158)은 광 경로(126B)에 있고, 빔 스플리터(128) 근처에 포지셔닝된다. 1/4 파장판(158)은 기판(103)에 의해 빔 포지션 검출기(132)로 반사되는 광 빔들의 효율을 최대화하고, 레이저(120)로 반사되는 광 빔들을 감소시킨다.
[0025] 도 1c는 일 실시예에 따른, 측정 시스템(101)의 제3 구성(100C)의 개략도를 예시한다. 광학 암(104C)은 레이저들(134a, 134b, ... 134n)(총괄적으로 "복수의 레이저들(134)"로 지칭됨), 및 빔 스플리터들(136a, 136b,… 136n)(총괄적으로 "복수의 빔 스플리터들(136)"로 지칭됨)을 포함한다. 복수의 빔 스플리터들(136)은 광 경로(126C)에서 빔 포지션 검출기(132) 근처에서 서로 근처에 포지셔닝된다. 레이저(134a)는, 제1 파장의 광 빔들이 광 경로(126C)를 따라 빔 각도(
Figure pct00021
)로 기판(103)으로 편향되도록, 제1 파장을 갖는 광 빔들을 빔 스플리터(136a)에 투사하도록 구성된다. 레이저(134b)는, 제2 파장의 광 빔들이 광 경로(126C)를 따라 빔 각도(
Figure pct00022
)로 기판(103)으로 편향되도록, 제2 파장을 갖는 광 빔들을 빔 스플리터(136b)에 투사하도록 구성된다. 레이저(134n)는, 제3 파장의 광 빔들이 광 경로(126C)를 따라 빔 각도(
Figure pct00023
)로 기판(103)으로 편향되도록, 제3 파장을 갖는 광 빔들을 빔 스플리터(136n)에 투사하도록 구성된다.
[0026] 광학 암(104C)은 편광기들(156a, 156b, ... 156n)(총괄적으로 "복수의 편광기들(156C)"로 지칭됨) 및 1/4 파장판(158)을 포함할 수 있다. 복수의 편광기들(156C)은 복수의 레이저들(134)과 복수의 빔 스플리터들(136) 사이에 있다. 복수의 편광기들(156C)은 복수의 빔 스플리터들(136)에 의해 빔 각도(
Figure pct00024
)로 편향되는 광 빔들의 효율을 최대화한다. 1/4 파장판(158)은 광 경로(126c)에 있고, 빔 스플리터(136n) 근처에 포지셔닝된다. 1/4 파장판(158)은 기판(103)에 의해 빔 포지션 검출기(132)로 반사되는 광 빔들의 효율을 최대화한다. 1/4 파장판(158)은 원하는 파장들에 대해 상호교환가능하다.
[0027] 위의 구성들(100A, 100B, 100C) 중 임의의 구성에서, 광학 암(104A, 104B, 104C)은 암 액추에이터(112)를 포함할 수 있고, 암 액추에이터는 z-축을 중심으로 광학 암(104)을 회전시키고 z-방향으로 광학 암을 스캐닝하도록 구성된다. 측정이 수행되는 동안, 광학 암(104)은 고정될 수 있다.
[0028] 제2 구성(100B) 및 제3 구성(100C)의 빔 포지션 검출기(132)는 기판(103)에 의해 빔 포지션 검출기(132)로 반사된 광 빔들의 빔 포지션들을 결정하도록 동작가능하다. 도 2a는 일 실시예에 따른, 포지션 민감 검출기(201A), 즉, 측방향 센서로서 빔 포지션 검출기(132)를 예시한다. 도 2b는 일 실시예에 따른, 사분면 센서(201B)로서 빔 포지션 검출기(132)를 예시한다. 도 2c는 일부 실시예들에 따른, CCD(charge-coupled device) 어레이 또는 CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 어레이와 같은 이미지 센서 어레이(201C)로서 빔 포지션 검출기(132)를 예시한다.
[0029] 도 4a는 일 실시예에 따른 검출기 암(150)의 개략도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 검출기 암(150)은 검출기(410), 검출기 암 액추에이터(152), 및 제1 포커싱 렌즈(401)를 포함한다. 검출기 암 액추에이터(152)는, z-축을 중심으로 검출기 암(150)을 회전시키고 검출기 암(150)을 z-방향으로 스캐닝하도록 구성된다. 도 4a - 도 4d에서, 광 경로(126)로부터의 광은 기판(103)의 영역(107)으로부터 반사된다. 광은 초기 R0 빔(450)으로 반사되며, 초기 R0 빔(450)은 제1 포커싱 렌즈(401)에 의해 제1 R0 빔(411)으로 포커싱된다. 제1 R0 빔(411)은 검출기(410)에 입사된다. 검출기(410)는 광을 검출하기 위해 당해 기술 분야에서 사용되는 임의의 광학 장치, 이를테면, CCD 어레이 또는 CMOS 어레이이다.
[0030] 영역(107)의 측정 전에, 측정 시스템(101)은 알려진 기판(103)으로 교정될 수 있고, 검출기 암(150)은, 제1 R0 빔(411)이 제1 포커싱 렌즈(401)의 광학 중심(401c)에 입사되도록 포지셔닝될 수 있다. 위에서 그리고 아래에서 설명되는 측정 시스템들(101) 중 임의의 것이 본원에서 설명되는 바와 같이 알려진 기판(103)으로 교정될 수 있다. 영역(107)에서의 국부적인 왜곡들로 인해, 기준 영역(107)에 대한 초기 R0 빔(450)은 더 이상 포커싱 렌즈(401)의 광학 중심(401c)에 입사되지 않는다. 예컨대, 영역(107)에서의 기판(103)의 국부적인 뒤틀림, 또는 전역적인 웨이퍼 틸트(global wafer tilt), 웨지(wedge), 뒤틀림(warp), 또는 휨(bow)이 있을 수 있다. 기판(103)은 지지 표면 상의 입자들의 존재로 인해 지지 표면(106) 상에서 틸팅될 수 있고, 기판(103)과 지지 표면 사이에 배치된 입자들은 (도 4a - 도 4d에서 틸팅된 기판(103t)으로서 도시된) 지지 표면에 대한 영역의 경사 또는 융기된 영역(107) 높이와 같은 국부적인 그리고/또는 전역적인 왜곡들을 야기한다. 일 실시예에 따르면, 틸팅된 기판(103t)을 갖는 이러한 경우들에서, 초기 R0 빔(450t)은 제1 각도(
Figure pct00025
)로 제1 포커싱 렌즈(401)에 입사되고, 제1 R0 빔(411t)은 알려진 기판(103)의 포커싱된 제1 R0 빔(411)으로부터 약 제1 델타 거리(Δ1)만큼 떨어져 있는 검출기(410)의 부분에 포커싱된다. 제1 델타 거리(Δ1)는
Figure pct00026
으로 주어지며, 여기서 f1은 포커싱 렌즈(401)의 초점 길이이다. 따라서, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제1 델타 거리(Δ1) 및 제1 각도(
Figure pct00027
)는 국부적인 왜곡 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 검출기(410)의 분해능은 약 Δ1 미만이다.
[0031] 도 4b는 일 실시예에 따른 검출기 암(150)의 개략도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 검출기 암(150)은 제2 포커싱 렌즈(402) 및 제3 포커싱 렌즈(403)를 더 포함한다. 초기 R0 빔(450t)은
Figure pct00028
의 각도로 제1 포커싱 렌즈(401)에 입사되고, 제1 포커싱 렌즈는 초기 R0 빔을 제1 R0 빔(411t)으로 포커싱한다. 제1 R0 빔(411t)은 제2 포커싱 렌즈(402)에 입사되고, 제2 포커싱 렌즈는 제1 R0 빔을 제2 R0 빔(412t)으로 포커싱한다. 일 실시예에 따르면, 제2 R0 빔(412)은 제3 포커싱 렌즈(403) 상으로 제2 입사 스폿에 입사되고, 제3 포커싱 렌즈는 제2 R0 빔을 제3 R0 빔(413t)으로 포커싱하여, 알려진 기판의 포커싱된 제3 R0 빔으로부터 약 제2 델타 거리(Δ2)만큼 떨어져 있는 검출기(410)의 부분에 포커싱하며, 여기서
Figure pct00029
이고, f2는 제2 포커싱 렌즈의 초점 길이이고, f3은 제3 포커싱 렌즈의 초점 길이이다. 게다가,
Figure pct00030
이다. 따라서, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제2 델타 거리(Δ2)는 제1 각도(
Figure pct00031
)를 통해 국부적인 왜곡 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 델타 거리(Δ2)는 제1 델타 거리(Δ1)보다 더 크고, 이는 더 낮은 분해능을 갖는 검출기(410)가 사용되는 것을 가능하게 하는데, 왜냐하면, 검출기가 제2 델타 거리(Δ2)의 크기에 의해서만 제한되기 때문이다. 일 실시예에 따르면, 검출기(410)의 분해능은 약 Δ2 미만이다.
[0032] 위에서 설명된 바와 같이 3개의 포커싱 렌즈들(401, 402, 403)이 검출기 암(150)에 포함되지만, 임의의 수의 포커싱 렌즈들이 사용될 수 있고, 렌즈들은, 검출기(410)에 의해 측정될 훨씬 더 큰 델타 거리들을 생성하기 위해, 위에서 설명된 바와 유사하게 구성될 수 있는 것으로 고려된다.
[0033] 도 4c는 일 실시예에 따른, 1차 검출기 암(150) 및 2차 검출기 암(150')을 갖는 측정 시스템(101)의 개략도를 예시한다. 1차 검출기 암(150)은 위의 도 4a에서 설명된 검출기 암과 실질적으로 유사하다. 도시된 바와 같이, 2차 검출기 암(150')은 제1 포커싱 렌즈(401'), 검출기(410'), 및 검출기 액추에이터(152')를 포함한다. 이 실시예에서, 광 경로(126)를 따르는 광은 다시(back) 산란되어, 반사된 R1 빔(450t')을 생성한다. 일 실시예에 따르면, 2차 검출기 암(150')은 광학 암(104) 뒤에 로케이팅되고, 광학 암은 반사된 R1 빔(450t')에 대해 적어도 부분적으로 투명하다.
[0034] 일 실시예에 따르면, 반사된 R1 빔(450t')은 제1 포커싱 렌즈(401')의 광학 중심(401c')으로부터 제3 델타 거리(Δ3)로 제1 포커싱 렌즈(401') 상으로 제3 포커싱 스폿에 입사되고, 제1 포커싱 렌즈는 반사된 R1 빔을 제1 R1 빔(411t')으로 포커싱한다. 제3 델타 거리(Δ3)는
Figure pct00032
으로 주어지며, 여기서 f1'는 포커싱 렌즈(401')의 초점 길이이다. 따라서, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 제3 델타 거리(Δ3) 및 제2 각도(
Figure pct00033
)는 국부적인 왜곡 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 검출기(410')의 분해능은 약 Δ3 미만이다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 변위각(
Figure pct00034
)은
Figure pct00035
으로 주어지며, 변위각(
Figure pct00036
)은 격자의 피치(
Figure pct00037
)의 국부적인 왜곡을 제공한다.
[0035] 도 4d는 일 실시예에 따른, 1차 검출기 암(150) 및 2차 검출기 암(150')을 갖는 측정 시스템(101)의 개략도를 예시한다. 1차 검출기 암(150)은 위의 도 4b에서 설명된 검출기 암과 실질적으로 유사하다. 도시된 바와 같이, 2차 검출기 암(150')은 제1 포커싱 렌즈(401'), 제2 포커싱 렌즈(402'), 제3 포커싱 렌즈(403'), 검출기(410'), 및 검출기 액추에이터(152')를 포함한다. 이 실시예에서, 광 경로(126)를 따르는 광은 다시 산란되어, 반사된 R1 빔(450t')을 생성한다. 일 실시예에 따르면, 2차 검출기 암(150')은 광학 암(104) 뒤에 로케이팅되고, 광학 암은 반사된 R1 빔(450')에 대해 적어도 부분적으로 투명하다.
[0036] 일 실시예에 따르면, 반사된 R1 빔(450t')은 제1 포커싱 렌즈(401')의 광학 중심(401c')으로부터 제3 델타 거리(Δ3)로 제1 포커싱 렌즈(401') 상으로 제3 포커싱 스폿에 입사되고, 제1 포커싱 렌즈는 반사된 R1 빔을 제1 R1 빔(411t')으로 포커싱한다. 제1 R1 빔(411t')은 제2 포커싱 렌즈(402')에 입사되고, 제2 포커싱 렌즈는 제1 R1 빔을 제2 R1 빔(412t')으로 포커싱한다. 제2 R1 빔(412t')은 제3 포커싱 렌즈(403')의 광학 중심(403c')으로부터 제4 델타 거리(Δ4)로 제4 포커싱 스폿에 입사되고, 제3 포커싱 렌즈는 제2 R1 빔을 제3 R1 빔(413t')으로 포커싱하여, 알려진 기판의 포커싱된 제3 R1 빔(413t')으로부터 약 제4 델타 거리(Δ4)만큼 떨어져 있는 검출기(410')의 부분에 포커싱한다. 따라서, 제4 델타 거리(Δ4)는 제2 델타 거리(Δ2)와 유사하게, 국부적인 왜곡 정보를 획득하는 데 사용될 수 있다.
[0037] 일부 실시예들에서, 제4 델타 거리(Δ4)는 제3 델타 거리(Δ3)보다 더 크고, 이는 더 낮은 분해능을 갖는 검출기(410')가 사용되는 것을 가능하게 하는데, 왜냐하면, 검출기가 제4 델타 거리(Δ4)의 크기에 의해서만 제한되기 때문이다. 2개의 델타 거리들(Δ2, Δ4)은 영역(107)의 국부적인 왜곡의 훨씬 더 상세한 측정을 가능하게 한다. 일 실시예에 따르면, 제3 델타 거리(Δ3)는 제1 델타 거리(Δ1)보다 더 크다. 일 실시예에 따르면, 검출기(410')의 분해능은 약 Δ4 미만이다. 일 실시예에 따르면, 1차 검출기 암(150)의 제1 포커싱 렌즈(401)의 초점 길이는 1차 검출기 암의 제2 포커싱 렌즈(402)의 초점 길이와 상이하고, 1차 검출기 암의 제2 포커싱 렌즈(402)의 초점 길이는 1차 검출기 암의 제3 포커싱 렌즈(403)의 초점 길이와 상이하다.
[0038] 도 4c - 도 4d는 동일한 수의 포커싱 렌즈들을 갖는 2개의 검출기 암들(150, 150')을 갖는 측정 시스템들(101)을 예시하지만, 임의의 홀수 개의 렌즈들이 각각의 검출기 암에서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예컨대, 1차 검출기 암(150)은 하나의 포커싱 렌즈를 가질 수 있고 2차 검출기 암(150')은 3개의 포커싱 렌즈들을 가질 수 있거나, 또는 그 반대도 가능하다. 다른 예들에서, 1차 검출기 암(150)은 5개의 포커싱 렌즈들을 갖고 2차 검출기 암(150')은 3개의 포커싱 렌즈들을 갖는다.
[0039] 위의 그리고 아래의 모든 실시예들에서, Δ1, Δ2, Δ3, 및 Δ4는 약 10 um 내지 약 1 mm의 범위이고,
Figure pct00038
,
Figure pct00039
,
Figure pct00040
, 및
Figure pct00041
는 약 0.001° 내지 약 1°, 이를테면, 약 0.001° 내지 약 0.1°의 범위이다.
[0040] 도 5는 일 실시예에 따른, 광을 회절시키기 위한 방법(500) 동작들의 흐름도이다. 방법 동작들이 도 5와 관련하여 설명되지만, 당업자들은 임의의 순서로 방법 동작들을 수행하도록 구성된 임의의 시스템이 본원에서 설명되는 실시예들의 범위 내에 속한다는 것을 이해할 것이다.
[0041] 방법(500)은, 일정 파장(
Figure pct00042
)을 갖는 광 빔들이 고정된 빔 각도(
Figure pct00043
) 및 최대 배향각(
Figure pct00044
)으로 제1 기판(103)의 제1 영역(107)에 투사되는 동작(540)에서 시작된다. 방법(500)은 측정 시스템(101)의 도 1a - 도 1c 및 도 4a - 도 4d의 구성들(100A, 100B, 100C) 중 임의의 구성 및 검출기 암(150) 구성들 중 임의의 구성을 활용할 수 있다. 백색 광원(114)은 백색 광을 광 경로(126A)를 따라 고정된 빔 각도(
Figure pct00045
)로 기준 영역(107)에 투사하며, 기준 영역(107)은 하나 이상의 격자들(109)을 갖고,
Figure pct00046
이고, 그리고
Figure pct00047
은 격자들의 설계된/평균 피치이다.
[0042] 동작(550)에서, 변위각(
Figure pct00048
)이 획득된다. 일부 실시예들에 따르면, 변위각(
Figure pct00049
)은 제1 각도(
Figure pct00050
)와 동일하며, 여기서
Figure pct00051
은
Figure pct00052
으로 주어지고, 변위 거리(Δ1)는 위에서 설명된 바와 같이 측정된다. 일부 실시예들에서, 위에서 설명된 바와 같이, 변위각(
Figure pct00053
)은
Figure pct00054
으로 주어지며, 여기서 제2 각도(
Figure pct00055
)는
Figure pct00056
으로 주어진다.
[0043] 동작(560)에서, 스테이지(102)는, 최대 배향각(
Figure pct00057
)을 획득하기 위해, 고정된 빔 각도(
Figure pct00058
)로 초기 강도 최대치(초기
Figure pct00059
)가 측정될 때까지 회전된다. 최대 배향각(
Figure pct00060
)은 기준 영역(107)의 하나 이상의 격자들(109)의 배향각(
Figure pct00061
)에 대응한다. 타겟 최대 빔 각도(
Figure pct00062
)가 계산되며, 여기서
Figure pct00063
이다.
Figure pct00064
를 사용한 타겟 최대 빔 각도(
Figure pct00065
)의 계산은, 이를테면, 틸팅 또는 뒤틀림을 통한 기판의 전역적인 왜곡을 설명한다.
[0044] 동작(570)에서, 테스트 격자 피치(
Figure pct00066
)는 최대 배향각(
Figure pct00067
)에서 결정된다. 초기 피치를 결정하는 것은 백색 광을 고정된 빔 각도(
Figure pct00068
) 및 최대 배향각(
Figure pct00069
)으로 투사하는 것 및 방정식
Figure pct00070
을 푸는 것을 포함한다. 게다가, 측정된 피치(ΔP)의 변화는 아래 식으로 주어진다.
[0045]
Figure pct00071
[0046] 측정된 피치(ΔP)의 변화는 약 1 pm 내지 약 5 nm일 수 있다.
[0047] 일 실시예에서, 동작들(540, 550, 560, 및 570)이 반복된다. 동작(570)에서, 스테이지(102)는 스캐닝 경로(110)를 따라 스캐닝되고, 동작들(540, 550, 및 560)이 하나 이상의 광학 디바이스들(105)의 하나 이상의 영역들(107)의 후속 구역들에 대해 반복되거나, 또는 동작들(540, 550, 및 560)이 후속 영역들에 대해 반복된다. 게다가, 동작들(540, 550, 560, 및 570)은 z-축을 중심으로 약 180°의 전체 기판(103)의 회전 후에 반복되며, 이는 웨이퍼 웨지의 전역적인 측정을 가능하게 한다.
[0048] 위에서 설명된 바와 같이, 광학 디바이스들의 국부적인 불균일성을 측정하도록 구성된 장치 및 방법이 포함된다. 반사된 레이저 광은 검출기 암에 의해 검출된다. 검출기 암은 하나 이상의 포커싱 렌즈들을 포함하고, 하나 이상의 포커싱 렌즈들은 광을 검출기, 이를테면, 카메라 상으로 포커싱한다. 테스트 기판과 비교하여 반사된 광의 변위는 존재하는 국부적인 불균일성을 계산하는 데 사용된다. 기판은, 기판의 상이한 영역들의 불균일성이 측정될 수 있도록 스캐닝될 수 있다.
[0049] 측정 시스템 및 방법은 기판 상의 광학 디바이스들의 불균일한 특성들, 이를테면, 격자 피치들 및 격자 배향들의 측정을 가능하게 한다. 게다가, 측정 시스템 및 방법은 하부 기판에서의 국부적인 뒤틀림 또는 변형들을 결정할 수 있다. 또한, 기판 및 광학 디바이스들이 허용가능한 특징들을 갖는지 여부를 결정하기 위해, 하부 지지 표면의 결함들, 이를테면, 입자들의 결함들이 로케이팅될 수 있다. 측정들은 다양한 크기 및 형상의 기판들 또는 광학 디바이스들에 대해 수행될 수 있다.
[0050] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 측정 시스템으로서,
    기판 지지 표면을 갖는 스테이지 ― 상기 스테이지는, 스캐닝 경로에서 상기 스테이지를 이동시키고 그리고 축을 중심으로 상기 스테이지를 회전시키도록 구성된 스테이지 액추에이터에 커플링됨 ―;
    암 액추에이터에 커플링된 광학 암 ― 상기 암 액추에이터는 상기 광학 암을 스캐닝하고 그리고 상기 축을 중심으로 상기 광학 암을 회전시키도록 구성되며, 상기 광학 암은,
    광학 검출기 근처에서 광 경로에 포지셔닝된 빔 스플리터 근처에 포지셔닝된 레이저를 갖고, 상기 레이저는 광 빔들을 상기 빔 스플리터에 투사하도록 동작가능하고, 상기 광 빔들은 상기 광 경로를 따라 빔 각도(
    Figure pct00072
    )로 상기 스테이지로 편향됨 ―; 및
    검출기 암을 포함하며,
    상기 검출기 암은,
    상기 검출기 암을 스캐닝하고 그리고 상기 축을 중심으로 상기 검출기 암을 회전시키도록 구성된 검출기 액추에이터;
    제1 포커싱 렌즈; 및
    검출기를 포함하는,
    측정 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 암은,
    백색 광을 상기 광 경로를 따라 상기 빔 각도(
    Figure pct00073
    )로 상기 스테이지에 투사하도록 동작가능한 백색 광원; 및
    상기 광학 검출기로 편향된 상기 광 빔들의 파장들을 결정하기 위해 상기 광학 검출기에 커플링된 분광계를 더 포함하는,
    측정 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 암은,
    상기 레이저와 상기 빔 스플리터 사이에 포지셔닝된 편광기; 및
    상기 광 경로에서 상기 빔 스플리터 근처에 포지셔닝된 1/4 파장판을 더 포함하는,
    측정 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 광 빔들은 초기 R0 빔으로 반사되고, 상기 초기 R0 빔은 상기 제1 포커싱 렌즈 상으로 제1 입사 스폿에 입사되며, 상기 제1 입사 스폿은 제1 델타 거리(Δ1)만큼 상기 제1 포커싱 렌즈의 광학 중심으로부터 분리되는,
    측정 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 검출기의 분해능은 약 Δ1 미만인,
    측정 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    제2 포커싱 렌즈 및 제3 포커싱 렌즈를 더 포함하는,
    측정 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 초기 R0 빔은 상기 제1 포커싱 렌즈에 의해 제1 R0 빔으로 포커싱되고, 상기 제1 R0 빔은 상기 제2 포커싱 렌즈에 의해 제2 R0 빔으로 포커싱되고, 상기 제2 R0 빔은 상기 제3 포커싱 렌즈에 의해 제3 R0 빔으로 포커싱되는,
    측정 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제3 R0 빔은 상기 제3 포커싱 렌즈 상으로 제3 입사 스폿에 입사되고,
    상기 제3 입사 스폿은 제2 델타 거리(Δ2)만큼 상기 제3 포커싱 렌즈의 광학 중심으로부터 분리되고, 그리고
    상기 제2 델타 거리(Δ2)는 상기 제1 델타 거리(Δ1)보다 더 큰,
    측정 시스템.
  9. 측정 시스템으로서,
    기판 지지 표면을 갖는 스테이지 ― 상기 스테이지는, 스캐닝 경로에서 상기 스테이지를 이동시키고 그리고 축을 중심으로 상기 스테이지를 회전시키도록 구성된 스테이지 액추에이터에 커플링됨 ―;
    암 액추에이터에 커플링된 광학 암 ― 상기 암 액추에이터는 상기 광학 암을 스캐닝하고 그리고 상기 축을 중심으로 상기 광학 암을 회전시키도록 구성되며, 상기 광학 암은,
    광학 검출기 근처에서 광 경로에 포지셔닝된 빔 스플리터 근처에 포지셔닝된 레이저를 포함하고, 상기 레이저는 광 빔들을 상기 빔 스플리터에 투사하도록 동작가능하고, 상기 광 빔들은 상기 광 경로를 따라 빔 각도(
    Figure pct00074
    )로 상기 스테이지로 편향됨 ―; 및
    1차 검출기 암 및 2차 검출기 암을 포함하며,
    상기 1차 검출기 암 및 상기 2차 검출기 암 각각은,
    상기 1차 검출기 암 또는 상기 2차 검출기 암을 스캐닝하도록 구성된 검출기 액추에이터;
    제1 포커싱 렌즈; 및
    검출기를 포함하는,
    측정 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 2차 검출기 암은 상기 광학 암 뒤에 배치되는,
    측정 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 광 빔들은 초기 R0 빔으로 반사되고, 상기 초기 R0 빔은 상기 1차 검출기 암의 제1 포커싱 렌즈 상으로 상기 1차 검출기 암의 제1 입사 스폿에 입사되고,
    상기 1차 검출기 암의 제1 입사 스폿은 상기 1차 검출기 암의 제1 포커싱 렌즈의 광학 중심으로부터 제1 델타 거리(Δ1)만큼 분리되고,
    상기 광 빔들은 상기 스테이지 상에 배치된 워크피스로부터, 반사된 R1 빔으로 반사되고, 상기 반사된 R1 빔은 상기 2차 검출기 암의 제1 포커싱 렌즈 상으로 상기 2차 검출기 암의 제1 입사 스폿에 입사되고, 그리고
    상기 2차 검출기 암의 제1 입사 스폿은 상기 2차 검출기 암의 제1 포커싱 렌즈의 광학 중심으로부터 제3 델타 거리(Δ3)만큼 분리되는,
    측정 시스템.
  12. 광을 회절시키는 방법으로서,
    파장(
    Figure pct00075
    )을 갖는 광 빔들을 고정된 빔 각도(
    Figure pct00076
    ) 및 최대 배향각(
    Figure pct00077
    )으로 제1 기판의 제1 구역에 투사하는 단계;
    변위각(
    Figure pct00078
    )을 획득하는 단계;
    타겟 최대 빔 각도(
    Figure pct00079
    )를 결정하는 단계 ― 여기서
    Figure pct00080
    임 ―; 및
    수정된 격자 피치 방정식
    Figure pct00081
    에 의해 테스트 격자 피치(
    Figure pct00082
    )를 결정하는 단계를 포함하는,
    광을 회절시키는 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 광 빔들을 투사하는 단계, 상기 변위각(
    Figure pct00083
    )을 획득하는 단계, 상기 타겟 최대 빔 각도(
    Figure pct00084
    )를 결정하는 단계, 및 상기 테스트 격자 피치(
    Figure pct00085
    )를 결정하는 단계는 후속 구역들에 대해 반복되는,
    광을 회절시키는 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 변위각(
    Figure pct00086
    )을 획득하는 단계는,
    초기 R0 빔이 포커싱 렌즈 상으로 제1 입사 스폿에 입사되도록, 상기 광 빔들을 상기 제1 구역으로부터 상기 초기 R0 빔으로 반사시키는 단계 ― 상기 제1 입사 스폿은 제1 델타 거리(Δ1)만큼 상기 포커싱 렌즈의 광학 중심으로부터 분리됨 ―; 및
    상기 제1 델타 거리(Δ1)로부터 제1 각도(
    Figure pct00087
    )를 결정하는 단계를 포함하는,
    광을 회절시키는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 각도(
    Figure pct00088
    )를 결정하는 단계는 방정식
    Figure pct00089
    을 사용하는 단계를 포함하며, 여기서 f1은 상기 포커싱 렌즈의 초점 길이인,
    광을 회절시키는 방법.
KR1020217036259A 2019-04-15 2020-04-06 광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템 KR20210140774A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962834219P 2019-04-15 2019-04-15
US62/834,219 2019-04-15
US16/539,930 2019-08-13
US16/539,930 US10801890B1 (en) 2018-12-17 2019-08-13 Measurement system and a method of diffracting light
PCT/US2020/026829 WO2020214444A1 (en) 2019-04-15 2020-04-06 Measurement system and a method of diffracting light

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210140774A true KR20210140774A (ko) 2021-11-23

Family

ID=72838385

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217036259A KR20210140774A (ko) 2019-04-15 2020-04-06 광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3956629A4 (ko)
JP (1) JP2022529608A (ko)
KR (1) KR20210140774A (ko)
CN (2) CN117387912A (ko)
TW (1) TW202045893A (ko)
WO (1) WO2020214444A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072123A (ko) * 2018-11-07 2021-06-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 도파관 계측을 위한 방법들 및 장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6487019B2 (en) * 2000-03-27 2002-11-26 Chromaplex, Inc. Optical diffraction grating structure with reduced polarization sensitivity
US6577786B1 (en) * 2000-06-02 2003-06-10 Digital Lightwave, Inc. Device and method for optical performance monitoring in an optical communications network
WO2002014846A2 (en) * 2000-08-10 2002-02-21 Kla-Tencor Corporation Multiple beam inspection apparatus and method
US6809809B2 (en) * 2000-11-15 2004-10-26 Real Time Metrology, Inc. Optical method and apparatus for inspecting large area planar objects
JP2003035521A (ja) * 2001-07-23 2003-02-07 Mitsutoyo Corp 格子周期計測装置及び格子周期計測方法
EP1347271B1 (en) * 2002-03-18 2012-01-11 Mitutoyo Corporation Optical displacement sensing device with reduced sensitivity to misalignment
US20040263959A1 (en) * 2003-06-30 2004-12-30 Dixon Arthur E. Scanning beam optical imaging system for macroscopic imaging of an object
US9068917B1 (en) * 2006-03-14 2015-06-30 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems and methods for inspection of a specimen
JP5032396B2 (ja) * 2008-05-20 2012-09-26 信越化学工業株式会社 薄膜欠陥検査用標準基板、その製造方法、および薄膜欠陥検査方法
JP2012137350A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法および欠陥検査装置
US8629407B2 (en) * 2011-04-13 2014-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Contamination inspection
CN103940796A (zh) * 2014-04-22 2014-07-23 浙江大学 新型多角度多模式快速切换环状光学照明显微成像系统
CN104280215B (zh) * 2014-10-11 2017-02-15 哈尔滨工程大学 一种y波导的双通道光学性能双向多对轴角度自动测试装置
FR3029633A1 (fr) * 2014-12-09 2016-06-10 Bioaxial Procede et dispositif de mesure optique
US9612212B1 (en) * 2015-11-30 2017-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Ellipsometer and method of inspecting pattern asymmetry using the same
JP6732543B2 (ja) * 2016-06-02 2020-07-29 Dmg森精機株式会社 変位検出装置
CN109186945A (zh) * 2018-09-12 2019-01-11 武汉理工大学 大口径光栅衍射效率光谱及其均匀性的测量装置和方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3956629A1 (en) 2022-02-23
CN113677952A (zh) 2021-11-19
TW202045893A (zh) 2020-12-16
WO2020214444A1 (en) 2020-10-22
JP2022529608A (ja) 2022-06-23
EP3956629A4 (en) 2023-01-04
CN117387912A (zh) 2024-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6827442B2 (en) Ophthalmic wavefront measuring devices
TWI397787B (zh) Exposure device
AU2002313824A1 (en) Ophthalmic wavefront measuring devices
JP2011024842A5 (ko)
TW201303258A (zh) 照射控制
US20240142227A1 (en) Interference in-sensitive littrow system for optical device structure measurement
US10801890B1 (en) Measurement system and a method of diffracting light
JP4133753B2 (ja) 迂曲面の光波干渉測定方法および迂曲面測定用の干渉計装置
KR20210140774A (ko) 광을 회절시키는 방법 및 측정 시스템
TWI699842B (zh) 使用用於半導體檢查及度量之差分偵測技術而改善高度感測器之橫向解析度之方法
JP4427632B2 (ja) 高精度三次元形状測定装置
KR101826127B1 (ko) 광학적 웨이퍼 검사 장치
US20200341379A1 (en) Pattern drawing device
KR102485214B1 (ko) 복수의 홀로그램 소자를 이용한 비전 검사 장치 및 방법
JP4382315B2 (ja) ウェーハバンプの外観検査方法及びウェーハバンプの外観検査装置
TW201721087A (zh) 增加用於檢測和度量之高度感測器之動態範圍
JP2022035948A (ja) レーザ加工装置及びレーザ加工方法
US20230314126A1 (en) Methods for high-resolution, stable measurement of pitch and orientation in optical gratings
JP4929885B2 (ja) ビーム径測定装置および焦点調整装置
JP2001304831A (ja) 光学式角度測定装置
JP2014197580A (ja) 露光装置
WO2022162881A1 (ja) 欠陥検査装置
JP2003107398A (ja) 投光光学系装置及び微小突起物検査装置
TW202406658A (zh) 雷射加工裝置及雷射加工方法
TW202235815A (zh) 測量裝置