KR20230027223A - 물체의 이미지를 확인하는 방법 - Google Patents

Abstract

조명측 개구수(NA_illu) 및 이미징 측 개구수(NA_detection)를 갖는 타겟 조명 설정을 이용하여 부분 간섭성 광원(17)으로부터의 조명 광(1)으로 물체(5)가 조명될 때 나타나는 물체(5)의 이미지를 확인하기 위하여, 이하 절차가 수행된다: 먼저, 적어도 NA_detection 만큼 큰 조명측 개구수(NA_i)를 갖는 조명 설정을 이용하여 간섭성 측정 광원으로부터의 조명 광(1)으로 물체(5)의 섹션(3)이 조명된다. 다음으로, 조명된 섹션(3)의 회절 이미지가 기록된다. 이는 복수의 센서 픽셀을 통한 기록 측 개구수(NA)를 이용하여 조명된 섹션(3)에 의해 회절된 조명 광(16)의 회절 강도의 파 필드 검출 평면(8a)에서의 공간적으로 분해된 검출을 통해 구현된다. 이 기록측 개구는 NA_illu 및 NA_detection의 최대값 보다 크거나 같아야 한다. 기록된 회절 이미지 데이터로부터, 타겟 조명 설정에 대한 물체(5)의 섹션(3)의 이미지가 기록된 회절 이미지 데이터로부터 확인된다. 상기 방법을 수행하기 위한 장치는 조명 광(1)을 제공하기 위한 측정 광원(1) 및 회절 이미지를 기록하기 위해 검출 평면(8a)에 배열된 공간 분해 검출기(8)를 포함한다. 이는 특히 상이한 타겟 조명 설정에 대해 물체의 섹션의 유연한 이미지 확인이 용이해지는 방법 및 장치를 생성한다.

Description

물체의 이미지를 확인하는 방법

본 특허 출원은 독일 특허 출원 DE 10 2020 208 045.3의 우선권을 주장하며, 그 내용은 여기에 참조로 포함된다.

본 발명은 물체의 이미지를 확인하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

리소그래피 마스크의 구조를 검출하기 위한 방법 및 각각의 장치는 WO 2016/012426 A1로부터 알려져 있다. 후자의 경우 물체 평면에 배열된 리소그래피 마스크를 이미징하는 동안 이미지 평면 주변 영역에서 3D 에어리얼 이미지 측정이 발생한다.

전문가 논문 "Quantitative tabletop coherent diffraction imaging microscope for EUV lithography mask inspection" by B. Zhang, et al., proceedings of SPIE 9050, Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXVIII, 90501D (2 April 2014)는 리소그래피 마스크 검사를 위한 구조 검출 방법을 개시한다. 전문가 논문 "Translation position determination in ptychographic coherent diffraction imaging" by F. Zhang et al., Optics Express, Vol. 21, No. 11, 2013는 타이코그래피(ptychography)를 이용한 위치 추정 방법을 개시한다. 전문가 논문 "EUV photolithography mask inspection using Fourier ptychography" by A. Wojdyla, proceedings SPIE 10656, Image Sensing Technologies: Materials, Devices, Systems, and Applications V, 106560W (29 May 2018)는 푸리에 타이코그래피를 이용한 EUV 리소그래피 마스크 검사를 위한 장치를 개시한다.

본 발명의 목적은, 특히 상이한 타겟 조명 설정에 대해 물체 섹션의 유연한 이미지 확인(ascertainment)이 가능하도록 서두에서 설명한 유형의 방법 및 장치를 개발하는 것이다.

방법과 관련하여, 목적은 청구항 1에 명시된 특징을 갖는 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

본 발명은 먼저 간섭성 회절 이미징(CDI)로 공지된 방법 단계와 그리고 두 번째로 현미경 스폿 이미징으로 공지된 방법 단계가 규정된 조명측 개구수로 조명되는 연장된 물체 섹션의 회절 이미지가 검출되고 회절 이미지 데이터가 특히 조명된 물체 섹션의 상이한 조명 상황, 더욱 특히 선택된 탁렛 조명 설정을 시뮬레이트하는데 사용될 수 있도록 서로 결합될 수 있음을 인식하였다. 따라서 확인 방법을 수행할 때 타겟 조명 설정으로 물체를 실제로 조명할 필요가 없고; 대신, 물체가 상이한 조명 설정, 특히 간섭성 측정 광원의 생성하기 쉬운 조명 설정을 사용하여 조명을 받는 것으로 충분하다.

타겟 조명 설정은 투영 리소그래피 범위 내에서 활용되는 사용된 조명 설정일 수 있다. 특히, 유일한 전제 조건이 각각의 타겟 조명 설정의 개구수가 최대로는 측정 조명의 개구수 만큼만 크다인 다양한 타겟 조명 설정에 대한 이미지 확인을 보장하는 것이 가능하다. 물체의 간섭성 CDI 측정은 특히 물체가 부분 간섭성 조명 설정을 사용하여 조명될 때 발생할 이미지를 예측할 수 있도록 한다.

CDI와 현미경 스폿 이미징의 결합 사용 외에도, 원칙적으로 확인 방법의 범위 내에서 특히 회절 이미지 데이터의 처리와 관련하여 인공 지능 프로세스(기계 학습) 및 컨볼루션/디컨볼루션 알고리즘의 도움으로 시뮬레이션을 수행하는 것도 가능하다.

이 경우 개구수(NA)라는 용어는 물체에 결합된(conjugated) 평면에서 빛의 각도 스펙트럼을 제한하는 조명측 또는 이미징측 조리개와 동의어로 사용된다.

청구항 2에 따른 방법에서, 전문가 논문 by A. Maiden et al., OPTICA, Vol. 4, No. 7, 2017 and "Movable Aperture Lensless Transmission Microscopy: A Novel Phase Retrieval Algorithm" by H.M.L. Faulkner et al., Phys. Rev. Lett., Vol. 93, No. 2., 2004에 개시된 타이코그래피 알고리즘을 사용하는 것이 가능하다. 물체 조명 필드(Ψ)는 모든 주파수들이 센서 신호에 기여하므로 CDI 구조의 조명측 어퍼추어(NA_i) 및 이미지측 어퍼추어(NA)의 합의 어퍼추어까지의 주파수에 대해 재구성될 수 있다. 이미지 확인에서, 재구성되는 것은 물체 조명 광 필드 또는 물체 노광 필드이므로, 물체 자체가 아니다. 이 광학 필드는 물체와의 상호 작용에 따라, 즉 예를 들어 물체를 통과하는 경로에 따라 재구성된다. 물체와의 상호 작용으로 인해, 재구성된 필드에는 전체 구조 정보가 포함된다. 따라서, 물체 조명 광 필드는 물체 섹션과의 상호 작용을 고려하기 위해 물체 섹션의 공간적 하류에서 관찰된다. 예를 들어, 물체 노광 필드의 진폭과 위상이 재구성되는 평면과 물체 섹션의 배열 평면 사이의 거리는 0일 수 있다. 이 거리 또한 0보다 클 수 있다.

청구항 3에 따른 방법은 그 통찰이 예를 들어 US 2013/0335 552 A로부터 공지된 사용 가능한 스캐닝 현미경으로부터 통찰을 제공한다.

이는 청구항 4에 따른 시뮬레이션 방법에 따라 적용된다.

정확한 에어리얼 이미지 데이터는 청구항 5에 따른 시뮬레이션에서 발생한다.

청구항 6에 따른 장치의 장점은 이미지 확인 방법을 참조하여 위에서 이미 설명한 것과 일치한다. 이 장치는 마스크 인증을 위한 측정 시스템 또는 등록 도구로 사용할 수 있다.

청구항 7에 따른 개구 조리개는 측정 장치의 변동성을 증가시킨다. 특히, 조명의 최대 개구수를 지정할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 참조하여 아래에서 더 상세히 설명된다. 상기 도면에서:
도 1은 반사형 리소그래피 마스크를 측정하기 위해 적어도 하나의 회절 이미지의 검출에 의해 리소그래피 마스크의 구조를 검출하기 위한 측정 시스템을 입사 평면에 수직인 시야 방향을 갖는 평면도로 매우 개략적으로 도시한다.
도 2는 조명 물체 섹션의 회절 이미지를 기록하기 위하여 조명측 개구수 및 기록측 또는 검출측 개구수를 갖는, 부분적으로 간섭성인 측정 광원의 조명 광을 이용하여 측정될 물체로서의 리소그래피 마스크의 섹션이 조명되는 측정 시스템의 측정 배열을 개략적으로 및 투명 물체와 관련된 설명을 위하여 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 측정 배열로 기록된 회절 이미지 기록 데이터로부터 조명측 개구수 및 유사하게 선택된 검출측 개구수를 갖는 시뮬레이션 시나리오의 형태로 타겟 조명 설정에 대한 물체 섹션의 이미지를 확인하는 경우의 개구 데이터를 설명하기 위한 구성을 도 2와 유사한 방식으로 개략적으로 도시한다.

도 1은 레티클 형태로 물체 평면(4)의 물체 필드(3)에 배열된 물체(5) 또는 리소그래피 마스크 또는 그 부분을 EUV 조명 광(1)으로 검사하기 위하여 계측 시스템(2)에서의 EUV 조명 광 및 이미징 광(1)의 빔 경로를 자오 섹션에 대응하는 도면으로 도시한다.

계측 시스템(2)은 회절 이미지의 분석을 위한 장치로서 사용되며, 반도체 구성요소의 생산을 위한 EUV 투영 노광 중에 차례로 사용되는 리소그래피 마스크의 구조를 검출하는 역할을 한다. 계측 시스템(2)에 의해 검출된 마스크 구조는 예를 들어 투영 노광 장치 내의 투영 광학 유닛에 의한 광학 이미징에 대한 리소그래피 마스크의 특성의 영향을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

계측 시스템(2)은 WO 2016/012426 A1에서 알려진 시스템과 유사한 방식으로 마스크 검증을 위한 시스템일 수 있다. 이 경우, 리소그래피 마스크(5)의 검출될 구조는 이미지화될 마스크 구조 그 자체이다.

대안으로서 또는 이에 추가하여, 리소그래피 마스크(5)의 검출될 구조는 리소그래피 마스크(5) 상의 위치 마커 또는 사용된 구조일 수 있다. 이러한 위치 마커 또는 사용된 구조의 검출은 서로에 대한 복수개의 위치 마커의 또는 서로에 대한 복수의 사용된 구조의 또는 리소그래피 마스크(5) 상의 위치 마커에 대한 사용된 구조(들)의 정확한 위치를 검출 또는 측정하는데 사용될 수 있다. 계측 시스템(2)은 그런 다음 등록 도구(registration tool)로서 사용된다. 하나의 등록 도구는 상표명 PROVE로 알려져 있다. 조명 광(1)의 측정 파장은 실제 투영 노광 파장에 대응할 수 있다.

위치 관계의 표현을 용이하게 하기 위해, 이하 데카르트 xyz-좌표계가 사용된다. x축은 도면의 평면에 수직으로 연장되고 그리고 도 1의 도면 밖으로 연장된다. y축은 도 1에서 위쪽으로 연장된다. z축은 도 1에서 왼쪽으로 연장된다.

물체 평면(4)은 xy 평면에 평행하다.

조명 광(1)은 물체(5)에서 반사 및 회절된다. 조명 광(1)의 입사면은 yz 평면에 평행하다.

계측 시스템(2)의 실시예에 따라, 계측 시스템은 반사성 또는 투과성 물체(5)에 사용될 수 있다. 투과성 물체의 일례는 위상 마스크이다.

EUV 조명 광(1)은 측정 광원(6)에 의해 생성된다. 이것은 가시 범위, 근, 중 또는 원 UV 범위 또는 EUV 범위의 광원일 수 있다. 광원(6)은 레이저 플라즈마 소스(LPP; laser produced plasma) 또는 방전 소스(DPP; discharge produced plasma)일 수 있다. 싱크로트론 기반 광원 또는 자유 전자 레이저(FEL)를 사용하는 것도 가능하다. 광원(6)은 기본 파장의 고조파(High Harmonic Generation, HHG)를 발생시키는 장치를 포함할 수 있다. EUV 광원의 사용 파장은 예를 들어 5nm 내지 30nm 범위일 수 있다. 그러나 더 길거나 더 짧은 파장도 가능하다. 원칙적으로, 계측 시스템(2)의 변형의 경우에, 광원(6) 대신에 다른 사용된 광 파장을 위한 광원, 예를 들어 193nm의 DUV 사용 파장을 위한 광원이 또한 사용될 수 있다. 광원(6)은 간섭성 광원이다.

계측 시스템(2)의 조명 광학 유닛(7)은 광원(6)과 물체(5) 사이에 배열된다. 조명 광학 유닛(7)은 물체 필드(3)에 걸쳐 정의된 조명 강도 분포로 및 동시에 물체 필드(3)의 필드 포인트가 조명되는 정의된 조명 각도 또는 정의된 조명 각도 분포로 검사될 물체(5)를 조명하는 역할을 한다. 물체 필드(3)에 배열된 리소그래피 마스크(5)로 물체 필드(3)는 리소그래피 마스크(5)의 조명 부분을 동시에 구성한다.

물체 필드(3)는 물체(5)의 일부가 각각의 경우 조명 광(1)의 거시적 스폿에 의해 조명되는 방식으로 계측 시스템(2)에서 조명된다. 스폿은 수 마이크로미터의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 이 직경의 범위는 2μm에서 30μm 사이일 수 있다. 조명 광(1)의 이러한 스폿은 전체 물체 필드(3)에 걸쳐 측방향으로 스캔된다. 이 스캐닝 절차 동안, 조명 광(1)의 스폿은 인접한 스캐닝 지점에서 중첩된다. 회절 이미지는 각각의 스캐닝 포인트, 즉 물체 필드(3) 상의 조명 광(1)의 스폿의 각각의 현재 위치에 기록되며, 이는 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.

물체(5)에서의 반사 또는 물체(5)를 통한 투과 후에, 회절된 조명 또는 이미징 광(1)은 계측 시스템(2)의 공간 분해 검출 유닛 또는 검출 장치(8)에 충돌한다. 아래의 CDI(간섭 회절 이미징)로 칭하는 회절 측정이 발생한다. 검출 장치(8)는 예를 들어 CCD 또는 CMOS 검출기로 구현되고 어레이 형태의 행과 열로 배열되고 도면에서 더 이상 상세하게 도시되지 않는 복수의 센서 픽셀을 포함한다. 센서 또는 검출기의 공간 해상도는 해당 픽셀 분할을 통해 발생한다. 검출 장치(8)의 공간 분해 센서는 정사각형 또는 직사각형 방식으로 구분될 수 있다. CCD 또는 CMOS 검출기는 검출 평면(8a)에 배열된다. 검출 장치(8)는 리소그래피 마스크(5)의 회절 이미지를 기록하는 동안 회절 강도를 검출한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 편향 및/또는 빔 영향 광학 유닛(9)은 물체(5)와 검출 장치(8) 사이에 배열될 수 있다. 그러나 이는 필수 사항은 아니다. 즉, 물체(5)와 검출 장치(8) 사이에 광학 요소 및/또는 빔 영향 요소가 전혀 배치되지 않는 것도 가능하다.

검출 장치(8)는 디지털 이미지 처리 장치(10a)에 신호 연결된다.

물체(5)는 마스크 또는 물체 홀더(10)에 의해 보유될 수 있다. 후자는 변위 드라이브(11)에 의해 한편으로는 xy 평면에 평행하게 다른 한편으로는 이 평면에 수직으로 다시 말하면 z 방향으로 예를 들면, Δ_z 증분으로 변위될 수 있다. 마스크 홀더(10)는 리소그래피 마스크(5)의 조명될 부분들 사이를 변경하기 위해 변위 가능하다. 마스크 홀더(10)는 추가적으로 x축 및/또는 y축을 중심으로 틸팅가능하도록 구현될 수 있다. 계측 시스템(2)의 전체 작동과 마찬가지로 변위 드라이브(11)는 중앙 제어 장치(12)에 의해 제어되며, 중앙 제어 장치(12)는 더 구체적으로 도시되지 않은 방식으로 제어될 구성요소에 신호 연결된다.

도 2는 먼저 조명 광(1)으로 리소그래피 마스크(5)를 조명할 때 그리고 두 번째로 리소그래피 마스크(5)에 의해 회절된 조명 광(1)을 검출할 때 개구율을 설명한다. 다시 한번, 반사형 리소그래피 마스크(5)인 경우가 도시된다. 도 2의 예시는 도시된 개구수 또는 개구각과 관련하여 척도가 사실이 아니다.

조명 광(1)은 6°의 물체 평면(4)에 대한 법선 N과 조명측 주광선 CRAO 사이의 주광선 각도 CRA로 물체 필드(3)에 충돌한다. 물체 필드(3)는 조명 광(1)의 조명 스폿으로 발생한다.

특히 3°에서 8°사이의 범위에서 다른 주광선 각도 CRA도 가능하다. 물체 필드(3)로부터 진행하여, 조명 광(1)의 회절의 0차는 이미지측 주광선(CRAI)과 법선 N 사이의 이미지측 주광선 각도로 전파되고, 이는 차례로 입사측 주광선 각도 CRA의 값을 갖는다.

도 2는 계측 시스템(2)에 의해 실현되는 측정 장치의 조명 파라미터를 도시한다. 물체 평면(4)의 물체(5)는 도 2에서 조명 광(1)을 투과하는 투명 물체로 예시된다. 이러한 투명 물체(5)의 예는 투과형 위상 마스크 형태의 리소그래피 마스크이다. 동시에, 도 2의 예시는 반사 물체(5)가 있는 도 1의 예시와 비교하여 조명 광측이 검출측으로부터 더 잘 분리되기 때문에 더 나은 설명을 제공한다.

도 2에 따른 측정 구조에서, 물체(5)는 조명측 개구수(NA_i)로 조명된다. xy 평면에서 연장되는 물체 필드(3)의 형태의 물체(5)의 섹션이 조명된다.

조명측 개구수(NA_i)는 조명측 개구 조리개(15)에 의해 지정된다.

물체 필드(3)의 회절 이미지는 검출기(8)에 의해 검출 평면(8a)에 기록되며, 검출기는 CMOS 또는 CCD 픽셀 어레이일 수 있다. 이는 회절광(16) 즉 조명 물체 필드(3)에 의해 회절된 조명 광(1)의 회절 강도의 공간적으로 분해된 검출에 의해 구현된다. 이러한 공간적으로 분해된 검출은 파 필드 검출 평면(far field detection plane)을 나타내는 검출 평면(8a)에서 검출 장치(8)에 의해 구현된다. 조명 광(16)의 이러한 검출측 검출은 기록측 개구수(NA)로 구현된다.

도 2에는 물체 포인트로부터 나오는 회절광(16)에 대한 기록측 개구수(NA)가 예시적인 방식으로 도시되어 있다. 사실상, 검출 장치(8)는 전체 물체 필드(3)로부터 나오는 회절광(16)을 기록한다.

검출 장치(8)에 의해 기록된 회절 이미지 데이터로부터 물체 필드(3)에 배열된 물체(5)의 섹션의 부분적 간섭 이미지를 확인할 수 있다. 이 경우, 확인할 시뮬레이션에서 확인된 이미지를 조명하고 검출하는 데 사용되는 타겟 조명 설정 (NA_illu) 및 검출 조명 설정(NA_detection)을 지정할 수 있다. 이 경우, (NA_illu)는 타겟 조명 설정과 관련된 파라미터, 구체적으로 최대 개구수(조명 동공면에서 타겟 조명 설정의 동공 최대 반경)를 나타낸다. 추가로, 타겟 조명 설정은 조명 동공 평면의 정의된 전체 조명을 생성하는 추가 매개변수를 충족할 수 있다. 예로서, 타겟 조명 설정을 위해, 종래 기술로부터 공지된 투영 리소그래피로부터 사용된 조명 설정을 사용할 수 있다.

도 3은 모의 기록된 이미지가 확인된 회절 이미지 데이터로부터 확인될 수 있는 시뮬레이션 시나리오로서 조명 및 검출 상황의 변형을 예시적인 방식으로 보여준다. 도 3에 따른 시뮬레이션 시나리오에서, 시뮬레이션 광원(17)을 갖는 시뮬레이션 조명의 조명측 개구수(NA_illu)가 지정되고, 후자는 시뮬레이션 물체 평면(4)에서 물체(5)를 조명한다. 더욱이, 도 3은 시뮬레이트될 검출 개구수 NA_detection의 사양을 도시한다. 그런 다음, 확인 결과는 시뮬레이션 이미지 평면(18)의 광 강도이다. 도 3은 2개의 개구수(NA_illu 및 NA_detection)를 설명하기 위해 3개의 렌즈 요소(19)를 추가로 개략적으로 도시한다. 3개의 렌즈 요소(19)는 도 3에서 조명측 개구수 (NA_illu)와 물체 필드(3) 사이에 배열된 콘덴서 렌즈 요소와, 물체 필드(3)를 시뮬레이션 이미지 평면(18)으로 이미징하는 2개의 물체 렌즈 요소 또는 튜브 렌즈 요소이다.

이하의 절차는 조명측 개구수 NA_illu (타겟 조명 설정) 및 검출측 개구수 NA_detection를 갖는 시뮬레이션 시나리오에서와 같이 조명되고 검출되는 물체 필드(3)에서의 물체 섹션의 이미지를 확인하기 위해 수행된다:

처음으로, 물체 필드(3) 상의 물체 섹션은 도 2에 따른 측정 구조를 사용하여 조명 광(1)과 조명측 개구수(NA_i)로 간섭성으로 조명되며, 이미지측 개구부(NA)보다 작은 모든 주파수는 검출 유닛(8)에 의해 즉, 파 필드에서의 픽셀화된 센서 상에 기록된다. 이 최대 기록 주파수는 CDI 측정 시스템에 물리적 조리개가 없어도 되지만 이미징 측 개구 NA로 정의되고; 대신 최대 기록 주파수는 센서의 측면 범위에서 발생할 수도 있다.

원칙적으로 참인 것은 이 이미징 개구 NA가 시뮬레이션되는 2개의 개구수 (NA_illu 및 NA_detection)의 최대 개구 값보다 크거나 같다는 것이다. 따라서 이하가 참이다.

NA ≥ max(NA_detection, NA_illu).

더욱이 참이어야 하는 것은 조명측 개구(NA_i)가 시뮬레이트될 개구(NA_detection)보다 크거나 같다는 것으로. 즉, 다음이 참이다.

NA_i ≥NA_detection.

개구 조리개(15)는 실행 중인 CDI 측정을 위한 간섭성 조명 필드를 결정한다. 원칙적으로 비교적 간단한 조명 필드로 물체(5)를 조명하는 것이 가능하다. 시뮬레이트되고 다음으로 연산될 이미지 확인 동안 고려될 타겟 조명 설정의 선택은 독립적이다.

특히, 개구 조리개(15)는 예를 들어 홍채 조리개 스타일 또는 리볼버 교환기 스타일의 조정 가능한 구성요소로 구성될 수 있으며, 이를 통해 각각이 특정 조명을 지정하는데 사용될 수 있는 서로 다른 교체 가능한 개구 조리개가 조명 광(1)의 빔 경로로 삽입될 수 있다. 해당 교환기는 모터로 구동될 수 있으며 중앙 제어 장치(12)를 통해 제어될 수 있다.

쾰러(K

hler) 조명 또는 기타 임계 조명은 이미지를 확인하는 데 사용되는 물체 필드의 타겟 조명으로 사용할 수 있다.

타겟 조명 설정에 의해 조명될 때 시뮬레이션 이미지, 즉 확인해야 할 물체 이미지의 강도는 다음과 같이 쓸 수 있다.

(1)

이 경우:

I(x)는 타겟 조명 설정으로 확인해야 하는 조명에서 발생하는 광도(light intensity)이고; x는 검출 평면(8a)의 이미지 필드 치수이고(y 또한 대응하며, x 및 y는 검출 평면(8a)에 걸쳐 있음);

k 는 조명 광(1)의 조명 방향(파동 벡터)이고;

α_l 은 시뮬레이션할 타겟 조명 설정이고;

p 는 회절광(16)을 기록하기 위한 검출 방향(파동 벡터)이고;

는 물체 필드(3)의 물체 섹션의 푸리에 변환이고;

P는 검출 개구(NA_detection)이다.

수식(1)은 조명된 물체 섹션

이 기지인 경우에 에뮬레이트될 이미지가 타겟 조명 설정으로 시뮬레이트되도록 한다. 원칙적으로 조명된 물체 섹션은 CDI(coherent diffraction imaging)라는 제목으로 알려진 알려진 재구성 알고리즘을 사용하여 직접 계산할 수 있다.

위에서 설명한 확인 방법과 비교하여 더 큰 안정성을 갖는 대안 방법은 다음과 같다. 초기에, 전파 신호(S_xs)는 전파 방향(k)의 함수로 중간 단계에서 계산되며, 이는 전파 방향(k)는 물체 필드(3)의 조명 물체 섹션의 위치(x_s)의 스폿에서 발산한다. 여기에서 다음이 참이다.

(2)

여기서, F_xs는 선택된 스폿을 재생하는 함수이다(1개의 픽셀로 이루어진 점형 스폿에 대해, x = x_s 인 경우 F_xs = 1, 그렇지 않은 경우 0).

신호 S_xs는 US 2013/0335 552 A1에서 측정 변수로 기술되어 있다. CDI 측정 설정에서 조명 필드의 크기에 따라, 행렬 S_xs 는 CDI 센서 신호와 유사합니다. CDI 조명 필드가 F_xs 와 같으면 둘 다 동일하다. CDI 조명 필드가 더 큰 범위(종래와 같이)를 갖는 경우, 예를 들어 다시 한 번 CDI 재구성으로부터 재구성된 조명 물체 섹션

을 통한 변환이 필요하다. S_xs 와 CDI 센서 신호의 유사성은 두 번째 제안 방법의 더 큰 안정성의 이유이다.

도 3에 따라 시뮬레이션 시나리오에서 시뮬레이션하거나 확인할 이미지 강도를 이제 신호 S_xs에서 직접 계산할 수 있다. 여기서, 수식(2)와 관련하여 위에서 언급한 바와 같이 스폿 위치의 위치에 대응하는 위치 x_s에서 이미지 강도를 계산하는 중간 단계를 다시 한 번 사용한다. 다음은 위치 x_s에서 확인되는 이미지 강도 I(x_s)에 대해 참이다.

(3)

이 경우, α_l 은 시뮬레이트될 타겟 조명 설정이다(개구수 NA_illu 내에서: 타겟 조명 설정의 경우 동공 평면에 조명이 있는 경우 1; 그렇지 않은 경우 0).

수식 (2) 및 (3)에 따른 계산 단계는 시뮬레이션 이미지 평면(18)에서 시뮬레이션될 이미지 센서의 센서 픽셀의 모든 어레이 위치 x_s=(xi, yi) 에 대해 수행된다. 그런 다음, 결과는 물체 필드(3)에 대응하는 물체(5)의 섹션의 확인될 부분적 간섭성 이미지의 확인될 이미지 강도 I(x, y)이다.

이러한 재구성은 또한 타이코그래피 방법에 의해 수행될 수 있다. 이 경우 반복 푸리에 변환 알고리즘(IFTA)을 사용할 수도 있다.

이 경우, 간섭성 물체 조명 광 필드

는 물체(5)의 고려된 섹션(3) 직후의 기록된 회절 이미지 데이터로부터 재구성되며, 여기서 고려된 조명 필드

는 물체(5)가 평면파의 형태의 조명 광으로 조명될 때 발생하는 것이다.

예로서, 물체 구조

는 간섭성 회절 이미징(CDI)으로부터의 방법을 사용하여 재구성된다. 그러한 방법은 전문가 논문 "High numerical aperture reflection mode coherent diffraction microscopy using off-axis apertured illumination" by D.F. Gardner et al., Optics Express, Vol. 20, No. 17, 2012 으로부터 공지된다.

반복 푸리에 변환 알고리즘(IFTA)의 기본 원칙은 전문가 논문 "Further improvements to the ptychographical iterative engine" by A. Maiden et al., OPTICA, Vol. 4, No. 7, 2017 and "Movable Aperture Lensless Transmission Microscopy: A Novel Phase Retrieval Algorithm" by H.M.L. Faulkner et al., Phys. Rev. Lett., Vol. 93, No. 2., 2004에서 발견된다.

구조 검출에서 회절 이미지 기록의 사용에 대해서는 전문가 논문 "Full field tabletop EUV coherent diffractive imaging in a transmission geometry" by B. Zhang et al., Optics Express, Vol. 21, No. 19, 2013이 추가 참조된다.

이러한 맥락에서 사용될 수 있는 시뮬레이션 방법은 또한 논문 "Photolithography Simulation" by Heinrich Kirchauer, TU Vienna, March 1998에서 공지된다.

Claims (7)

1. 조명측 개구수(NA_illu) 및 이미징 측 개구수(NA_detection)를 갖는 타겟 조명 설정을 이용하여 부분 간섭성 광원(17)으로부터의 조명 광(1)으로 물체(5)가 조명될 때 나타나는 물체(5)의 이미지를 확인하는 방법으로서:
   - 적어도 NA_detection 만큼 큰 조명측 개구수(NA_i)를 갖는 조명 설정을 이용하여 간섭성 측정 광원(6)으로부터의 조명 광(1)으로 물체(5)의 섹션(3)을 조명하는 단계,
   - 복수의 센서 픽셀을 통한 NA_illu 및 NA_detection의 최대값보다 크거나 같은 기록 측 개구수(NA)를 이용하여 조명된 섹션(3)에 의해 회절된 조명 광(16)의 회절 강도의 파 필드 검출 평면(far field detection plane; 8a)에서의 공간적으로 분해된 검출을 통해 조명된 섹션(3)의 회절 이미지를 기록하는 단계, 및
   - 기록된 회절 이미지 데이터로부터 상기 타겟 조명 설정에 대한 물체(5)의 섹션(3)의 이미지를 확인하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 이미지의 확인은 기록된 회절 이미지 데이터를 사용하여 물체(5)의 섹션(3)의 공간적으로 하류의 간섭성 물체 조명 광 필드

   

   의 진폭 및 위상의 재구성을 포함하되, 여기서 물체 조명 광 필드

   

   는 평면파의 형태의 조명 광으로 물체(5)의 섹션(3)을 조명하는 경우에 발생하는 것을 특징으로 하는, 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 이미지를 확인할 때 시뮬레이션이 수행되며, 상기 시뮬레이션은 회절 제한된 조명 스폿(F)을 사용하는 물체 평면(4) 내의 물체 회절 필드

   

   의 가상의 조명으로부터 발생하는 것을 특징으로 하는, 방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 시뮬레이션에서:
   - 최대로 조명측 개구수(NA_i)만큼 큰 시뮬레이트된 개구수(NA)를 갖는 회절 제한된 조명 스폿(F)을 사용하는 물체 평면(4) 내의 물체 회절 광 필드

   

   의 가상 조명을 통해 물체 포인트의 에어리얼 이미지 데이터를 시뮬레이팅하는 단계,
   - 배열이 조명 설정의 조명 방향들에 대응하는 픽셀에 대해, 검출될 물체 섹션(3)에 대한 시뮬레이션을 통해 발생한 픽셀 데이터를 합산하는 단계, 및
   - 조명 스폿(F)을 사용하여 물체(5)의 섹션(3) 내의 물체 회절 필드를 스캔하고 각각의 그리드 포인트에 대해 "시뮬레이팅하는 단계" 및 "합산하는 단계"를 반복하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 회절 제한된 조명 스폿(F)의 필드는 시뮬레이션 동안 재구성된 물체 조명 광 필드(

   

   )와 곱해지고 곱셈 결과는 푸리에 변환되고, 그 결과로서 파 필드에서의 물체 포인트의 에어리얼 이미지 데이터가 발생하는 것을 특징으로 하는, 방법.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하기 위한 장치로서,
   - 조명 광(1)을 제공하기 위한 측정 광원(6)을 포함하고,
   - 회절 이미지를 기록하기 위해 검출 평면(8a)에 배열된 공간 분해 검출기(8)를 포함하는, 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 조명측 개구수(NA_i)를 복수의 지정 가능한 조명측 개구수로부터의 선택으로서 지정하기 위한 개구 조리개(15)를 포함하는, 장치.
   

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