KR20230145575A - 민감한 입자 검출을 위한 연속 축퇴 타원형 리타더 - Google Patents

Abstract

검사 시스템은 조명 빔을 생성하기 위한 조명 소스, 조명 방향을 따라 축외 각도에서 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 조명 광학계, 및 암시야 모드에서 샘플로부터의 산란된 광을 수집하기 위한 수집 광학계를 포함할 수 있고, 여기서 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈를 포함하고, 여기서 적어도 표면 헤이즈의 적어도 일부는 타원형 편광들을 갖는다. 시스템은 동공에 걸쳐 표면 헤이즈의 편광들을 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 정렬되는 선형 편광으로 변환하기 위한 동공-평면 광학계를 더 포함할 수 있다. 시스템은 이 헤이즈 배향 방향에 평행하게 정렬된 표면 헤이즈를 거부하기 위한 선형 편광기 및 선형 편광기에 의해 패스된 광에 기초하여 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기를 포함할 수 있다.

Description

민감한 입자 검출을 위한 연속 축퇴 타원형 리타더

[관련 출원에 대한 상호 참조]

본 출원은 "ADVANCED METHOD TO IMPROVE PARTICLE DETECTION SENSITIVITY IN WAFER INSPECTION"의 명칭으로 쉐펑 리우, 젠-쿤 렁, 알렉스 청, 존 필든을 발명자로 명명하며, 2021년 2월 19일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 제63/151,068호의 35 U.S.C.§119(e)에 따른 이익을 주장하고, 이 출원은 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.

[기술 분야]

본 개시는 일반적으로 입자 검사에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 산란되거나 회절된 광에 기초한 암시야 이미징을 사용하는 입자 검사에 관한 것이다.

입자 검출 시스템들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 패터닝되지 않은 웨이퍼들과 같은 웨이퍼들 상의 결함들 또는 미립자들을 식별하기 위해 반도체 프로세싱 라인들에서 흔히 활용된다. 반도체 디바이스들이 계속해서 작아짐에 따라, 입자 검출 시스템은 감도와 분해능에 있어서 상응하는 상승을 필요로 한다. 측정 감도를 제한할 수 있는 중요한 노이즈 소스는, 광학적으로 연마된 표면들에도 존재할 수 있는 웨이퍼 상의 표면 산란(예를 들어, 표면 헤이즈(haze))이다. 입자들로부터의 산란과 관련하여 표면 산란을 억제하기 위해 다양한 방법들이 제안되었지만, 이러한 방법들은 원하는 감도 레벨들을 달성하지 못할 수 있고 및/또는 저하된 이미지 품질의 대가로 감도를 달성할 수 있다. 따라서 위에서 다뤄진 결점들을 완화하는 시스템들 및 방법들을 개발할 필요가 있다.

본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검사 시스템이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 빔을 생성하기 위한 조명 소스를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 방향을 따라 축외 각도에서 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계(illumination optics)를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 암시야 모드에서 조명 빔에 응답하여 샘플로부터 산란된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 수집 광학계(collection optics)를 포함하고, 여기서 하나 이상의 수집 광학계에 의해 수집된 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈를 포함하고, 여기서 표면 헤이즈의 적어도 일부가 타원형 편광들을 갖는다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 수집 광학계(예를 들어, 동공 평면 광학계)의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 동공 평면 광학계는 표면 헤이즈를 선택된 배향 방향으로 회전시키기 위해 제1 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 제1 편광 회전기(rotator)를 포함하고, 여기서 표면 헤이즈의 회전은 선택된 배향 방향으로의 타원형 편광들의 장축들의 회전을 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 동공 평면 광학계는 제1 편광 회전기로부터의 표면 헤이즈를 선형 편광들로 변환하기 위한 1/4 파장(quarter-wave) 플레이트를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 동공 평면 광학계는 1/4 파장 플레이트로부터 선택된 헤이즈 배향 방향으로 표면 헤이즈의 선형 편광들을 회전시키기 위해 제2 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 제2 편광 회전기를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 제2 편광 회전기로부터의 표면 헤이즈를 거부하기 위해, 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 선형 편광기에 의해 패스(pass)된 샘플로부터의 산란된 광에 기초하여 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기를 포함하고, 여기서 선형 편광기에 의해 패스된 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광의 적어도 일부를 포함한다.

본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검사 시스템이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 빔을 생성하기 위한 조명 소스를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 방향을 따라 축외 각도에서 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 암시야 모드에서 조명 빔에 응답하여 샘플로부터 산란된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 수집 광학계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 수집 광학계에 의해 수집된 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈를 포함하고, 여기서 표면 헤이즈의 적어도 일부가 타원형 편광들을 갖는다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 수집 광학계(예를 들어, 동공 평면 광학계)의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 동공 평면 광학계는 표면 헤이즈를 선택된 배향 분포로 회전시키기 위해 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 편광 회전기를 포함하고, 여기서 표면 헤이즈의 회전은 선택된 배향 분포로의 타원형 편광들의 장축들의 회전을 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 동공 평면 광학계는 편광 회전기로부터의 표면 헤이즈를 선형 편광들로 변환하기 위한 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트를 포함하고, 여기서 선형 편광들은 선택된 헤이즈 배향 방향을 따라 정렬된다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트로부터의 표면 헤이즈를 거부하기 위해, 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 선형 편광기에 의해 패스된 샘플로부터의 산란된 광에 기초하여 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기를 포함하고, 여기서 선형 편광기에 의해 패스된 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광의 적어도 일부를 포함한다.

본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검사 시스템이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 빔을 생성하기 위한 조명 소스를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 조명 방향을 따라 축외 각도에서 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 암시야 모드에서 조명 빔에 응답하여 샘플로부터 산란된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 수집 광학계를 포함하고, 여기서 하나 이상의 수집 광학계에 의해 수집된 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈를 포함하고, 여기서 표면 헤이즈의 적어도 일부가 타원형 편광들을 갖는다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 수집 광학계(예를 들어, 동공 평면 광학계)의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서. 동공 평면 광학계는 표면 헤이즈를 선형 편광들로 변환하기 위해 하나 이상의 수집 광학계의 동공 평면에 위치한 공간적으로 변화하는 파장 플레이트를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 동공 평면 광학계는 공간적으로 변화하는 파장 플레이트로부터의 표면 헤이즈를 선택된 배향 분포로 회전시키기 위해 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 편광 회전기를 포함하고, 여기서 표면 헤이즈의 회전은 선택된 헤이즈 배향 방향으로의 타원형 편광들의 장축들의 회전을 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 편광 회전기로부터의 표면 헤이즈를 거부하기 위해, 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 시스템은 선형 편광기에 의해 패스된 샘플로부터의 산란된 광에 기초하여 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기를 포함하고, 선형 편광기에 의해 패스된 샘플로부터의 산란된 광은 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광의 적어도 일부를 포함한다.

전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적이고 단지 설명을 위한 것이며 반드시 청구된 발명을 한정하는 것은 아님이 이해되어야 한다. 명세서에 통합되고 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들은, 발명의 실시예들을 예시하며, 일반적인 설명과 함께 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.

개시의 많은 이점들이 첨부된 도면들을 참조하여 통상의 기술자에게 더 잘 이해될 수 있다.
도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 입자 검출 시스템의 블록도이다.
도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검사 도구의 개념도이다.
도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 동공을 두 개의 세그먼트들로 분할하기 위해 두 개의 세그먼트들을 포함하는 위상 마스크의 개념적 평면도이다.
도 3a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 경사 입사(obliquely-incident) p-편광된 광에 응답하는 표면 산란의 동공 평면 산란 맵이다.
도 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 경사 입사 p-편광된 광에 응답하는 작은 입자에 의해 산란된 광의 동공 평면 산란 맵이다.
도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 연속 축퇴 타원형 리타더(continuous degenerate elliptical retarder; CDER)를 포함하는 검사 도구의 수집 경로의 제1 구성의 개념도이다.
도 4b는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 조명의 방향을 따라 표면 헤이즈의 편광 타원들을 정렬하도록 배열된 제1 편광 회전기를 통한 전파 후의 도 3a에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 4c는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 4b의 표면 헤이즈 전계 분포를 생성하기 위한 제1 편광 회전기의 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 예시하는 플롯이다.
도 4d는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 1/4 파장 플레이트를 통한 전파 후의 도 4b에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 4e는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 제2 편광 회전기를 통한 전파 후의 도 4d에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 4f는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 4e의 표면 헤이즈 전계 분포를 생성하기 위한, 제2 편광 회전기의 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 예시하는 플롯이다.
도 4g는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 선형 편광기를 통한 전파 후의 도 4e에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 4h는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 세그먼트화된 반파장 플레이트(406)로서 형성된 편광 회전기의 블록도이다.
도 4i는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 세그먼트화된 반파장 플레이트로서 형성된 편광 회전기의 블록도이다.
도 4j는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 2D 두께 프로파일들을 갖는 광활성 재료들로 형성된 편광 회전기들을 갖는 도 4a에 예시된 것과 같은 CDER의 효율의 시뮬레이션에 대응한다.
도 4k는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 1차원적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해, 편광 회전기들이 단일 방향을 따라 연속적으로 변화하는 두께 프로파일들을 갖는 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.
도 4l은, 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 선형적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해, 편광 회전기들이 단일 방향을 따라 선형적으로 변화하는 두께 프로파일들을 갖는 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.
도 4m은, 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 두 개의 광활성 재료들 및 대응하는 위상 보상기들을 포함하는 요소들의 스택으로서 편광 회전기들이 형성되는 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.
도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 CDER을 포함하는 검사 도구의 수집 경로의 제2 구성의 개념도이다.
도 5b는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 5a의 편광 회전기를 통한 전파 후의 도 3a에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 5c는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 5a의 1/4 파장 플레이트를 통한 전파 후의 도 5b에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 5d는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 5a의 선형 편광기를 통한 전파 후의 도 5c에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 5e는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 편광 회전기가 세그먼트화된 반파장 플레이트로서 형성되고 1/4 파장 플레이트가 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트로서 형성되는 도 5a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.
도 5f는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 편광 회전기가 연속 요소로서 형성되고 1/4 파장 플레이트가 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트로서 형성되는 도 5a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.
도 6a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 CDER을 포함하는 검사 도구의 수집 경로의 제3 구성의 개념적 단면도이다.
도 6b는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6a의 공간적으로 변화하는 파장 플레이트를 통한 전파 후의 도 3a에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 6c는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6a의 광학 회전기를 통한 전파 후의 도 6b에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 6d는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6a의 선형 편광기를 통한 전파 후의 도 6c에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다.
도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 입자 검출을 위한 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.

참조는 이제 첨부된 도면들에 예시된 개시된 주제(subject matter)에 대하여 상세하게 이루어질 것이다. 본 개시는 특히 특정 실시예들 및 그 구체적인 피처들과 관련하여 도시되고 설명되었다. 본 명세서에 제시된 실시예들은 제한하는 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨진다. 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부사항에 있어서 다양한 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있음은 통상의 기술자에게 쉽게 명백해야 한다.

본 개시의 실시예들은, 표면 산란(예를 들어, 표면 헤이즈)이 표면 상의 입자들에 의해 산란된 광(예를 들어, 입자 산란)으로부터 분리되는 암시야 이미징에 기초한 입자 검출을 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다. 본 개시의 추가 실시예들은 표면 산란 및 입자 산란에 기초하여 샘플의 개별 이미지들을 동시에 생성하는 것에 관한 것이다.

웨이퍼 검사는 일반적으로 2018년 1월 1일 등록된 미국 특허 번호 제9,874,526호, 2016년 3월 22일 등록된 미국 특허 번호 제9,291,575호, 2014년 11월 18일 등록된 미국 특허 번호 제8,891,079호, 2018년 2월 13일 등록된 미국 특허 번호 제9,891,177호에서 설명되며, 이들 모두는 그 전체가 본 명세서에 통합된다. 또한, 본 개시의 목적들을 위해, 입자는 외부 미립자, 스크래치, 피트(pit), 홀, 범프 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 관심 샘플 상의 임의의 표면 결함을 포함할 수 있다.

본 명세서에서는, 입자로부터 산란된 광 및 표면으로부터 산란된 광은 산란 각도의 함수로서 상이한 전계 분포들(예를 들어, 편광 및 전계 강도)을 나타낼 수 있음이 인식된다. 또한, 이들 산란 소스들의 전계 분포(예를 들어, 산란 맵)의 차이들은 경사 입사 p-편광된 광에 대해 특히 중요할 수 있다. 예를 들어, 경사 입사 p-편광된 광으로부터의 표면 헤이즈는 타원형 편광을 가질 수 있고 정반사 각도에 대해 대략 방사상으로 편광될 수 있는 반면, 입자로부터의 산란은 표면 법선에 대해 대략 방사상으로 편광될 수 있다. 이러한 방식으로, 표면 헤이즈는 이러한 편광 차이들에 적어도 부분적으로 기초하여 입자 산란으로부터 격리될 수 있다. 예시로서, 연속 방사형 편광기를 사용하는 표면 헤이즈 억제는 2021년 3월 9일에 등록된 미국 특허 10,942,135에 일반적으로 설명되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다. 또 다른 예시로서, 선형 편광기와 함께 세그먼트화된 반파장 플레이트들의 조합을 사용하는 표면 헤이즈 억제는, 미국 특허 10,948,423에 일반적으로 설명되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다. 그러나, 본 명세서에서 이와 같은 기존의 기법들은 동공에 걸쳐 표면 헤이즈의 타원형 편광 상태들을 선형 편광으로 완전 변환하는 데 실패할 수 있고 및/또는 공통 방향을 따라 표면 헤이즈의 편광들을 완전히 정렬하는 데 실패할 수 있고, 이는 선형 편광기를 통한 표면 헤이즈의 누설 및 대응하는 감소된 신호 대 잡음 비를 초래할 수 있다는 것이 고려된다.

일부 실시예들에서, 표면 헤이즈는, 선형 편광기 또는 편광 빔 스플리터와 함께 본 명세서에서 편의상 CDER로 지칭되는 연속 축퇴 타원형 리타더를 사용하여 격리되고 분리된다. 예를 들어, CDER은, 동공 평면에 걸쳐 표면 헤이즈와 연관된 편광 타원들을, 공통 각도를 따라 배향된 선형 편광들로 기능적으로 변환할 수 있는, 광학 시스템의 동공 평면 내에 배치하도록 설계된 광학 요소일 수 있다. 이러한 방식으로, 선형 편광기는 표면 헤이즈와 연관된 광을 입자 산란과 연관된 광으로부터 분리할 수 있다. 그 결과, 높은 감도로 입자 검출이 달성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템은, 점 확산 함수(point spread function; PSF)를 선명하게 하고 입자들에 의해 산란된 광의 신호 대 잡음비(SNR)를 추가로 증가시킴으로써 입자 검출 감도를 증가시키기 위한 위상 마스크(예를 들어, 파이(pi)-위상 마스크)를 더 포함한다.

일부 실시예들에서, CDER은 제1 편광 회전기(예를 들어, 광학 회전기, 세그먼트화되거나 연속적인 반파장 플레이트 등), 1/4 파장 플레이트, 및 제2 편광 회전기로 기능적으로 분해될 수 있으며, 여기서 컴포넌트들 중 적어도 일부는 표면 헤이즈의 맞춤형(tailored) 격리를 제공하기 위해 동공에 걸쳐 공간적으로 변화하는 변환(transformation)들을 제공한다. 이 구성에서, 제1 편광 회전기는 공통 배향 방향으로 동공 평면에 걸쳐 타원형으로 편광된 표면 헤이즈를 회전시킬 수 있다. 본 명세서에서 이 제1 편광 회전기는 위에서 참조로서 본 명세서에 통합된 미국 특허 10,948,423에 개시된 편광 회전 기법과 기능 및/또는 물리적 구성이 유사할 수 있다는 것이 고려되지만, 이는 단지 예시적인 비교일 뿐이지 본 개시의 제한은 아니라는 점이 이해되어야 한다. 그러나, 본 명세서에서 타원형으로 편광된 표면 헤이즈를 공통 배향 방향으로 단순히 회전시키는 것은 후속 선형 편광기에 의한 표면 헤이즈의 적절한 격리 및/또는 억제를 제공하지 않을 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 특히, 공통 배향 방향에 직교하는 편광 성분들은 후속 선형 편광기에 의해 억제되지 않을 것이고 따라서 표면 헤이즈의 더 낮은 소광비(extinction ratio) 및 입자 산란과 연관된 더 낮은 신호 대 잡음 비를 초래할 것이다.

이를 다루기 위해, CDER은 타원형 편광들을 선형 편광들로 변환하기 위해 1/4 파장 플레이트를 더 포함할 수 있다. 그러나, 이 선형으로 편광된 표면 헤이즈는 더 이상 정렬되지 않을 수 있다(예를 들어, 공통 배향 방향을 따라). 특히, 1/4 파장 플레이트 이후의 선형으로 편광된 표면 헤이즈의 배향은 타원형으로 편광된 광의 이심률에 의존할 수 있다. CDER은, 그 다음, 선형으로 편광된 표면 헤이즈를 공통 배향 방향(또는 임의의 다른 선택된 배향 방향)으로 회전시키는 제2 편광 회전기를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 이 기법은 동공 평면에 걸쳐 표면 헤이즈의 변화하는 편광 타원들을 임의의 선택된 (그러나 임의의) 방향을 따라 배향된 선형적으로 편광된 광으로 변환하여, 후속 선형 편광기 또는 편광 빔 스플리터를 사용한 고효율 격리 및/또는 억제를 허용할 수 있다는 것이 고려된다.

그러나, 본 명세서에서는 CDER이 다양한 방식들로 구현될 수 있음이 고려된다. 일부 실시예들에서, CDER은 단일 편광 회전기 및 1/4 파장 플레이트를 포함한다. 이 구성에서, 편광 회전기는 공통 배향 방향으로 동공에 걸쳐 타원형으로 편광된 광을 회전시키지 않을 수 있다. 오히려, 편광 회전기는, 동공에 걸쳐 표면 헤이즈의 편광 상태들이 1/4 파장 플레이트를 통과한 후에만 정렬되도록 1/4 파장 플레이트의 후속 액션을 보상할 수 있다. 특히, 1/4 파장 플레이트는 입력 광의 이심률에 따라 상이한 방향들로 선형 편광된 광을 생성하기 때문에, 편광 회전기는 이심률 분포에 기초하여 동공 평면에 걸쳐 상이한 양들만큼 표면 헤이즈를 회전시킴으로써 이 편차(variation)를 보상할 수 있다. 이러한 방식으로, 위에서 설명된 제2 편광 회전기는 필요하지 않다. 또한, 일부 실시예들에서, 1/4파장 플레이트가 편광 회전기 이전에 제공된다. 이 구성에서, 표면 헤이즈는 먼저 선형 편광으로 변환된 다음, 선형 편광기에 의한 후속 격리 및/또는 억제를 위해 공통 배향 방향으로 회전된다.

본 명세서에서는, 입자 검출의 목적들을 위한 표면 헤이즈의 격리 및 억제를 위한 CDER이 많은 이점들을 제공할 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, CDER은, 동공에 걸쳐 타원형으로 편광된 표면 헤이즈의, 선형으로 편광된 광으로의 변환, 및 선형으로 편광된 광의, 선형 편광기를 사용한 거부를 위한 공통 각도(예를 들어, 거부 각도)로의 회전 모두를 제공할 수 있다. 그 결과, 표면 헤이즈는 매우 민감한 입자 검출을 위해 높은 소광비로 격리되고 억제될 수 있다.

일부 실시예들에서, CDER은 단일 광학 요소로서 제공된다. 이러한 방식으로, CDER은 이미징 시스템의 동공 평면 내에 쉽게 배치될 수 있다. CDER은 단일 광학 요소 또는 다중 광학 요소들로서 제공될 수 있다. 본 명세서에서, 특정 광학 시스템의 설계는, 선택된 공차 내에서 원하는 효과를 제공하기 위해 특정 동공 평면에 또는 특정 동공 평면에 충분히 가깝게 배치될 수 있는 광학 요소들의 두께 또는 수를 제한할 수 있다는 것이 고려된다. 본 개시의 목적들을 위해, 동공 평면 내의 CDER과 같은 요소들의 배치를 나타내는 설명들은, 선택된 메트릭(예를 들어, 선형 편광기에 결합될 때 표면 헤이즈의 소광비 등)에 의해 원하는 성능 레벨을 제공하는 동공 평면으로부터의 거리들의 범위 내에서의, CDER 또는 그 컴포넌트의 배치로서 이해될 수 있다. 또한, 광학 시스템은 CDER 또는 그 컴포넌트들이 배치될 수 있는 임의의 수의 켤레 동공 평면들(conjugate pupil planes)을 제공하기 위해 임의의 수의 광중계(optical relay)들을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 이러한 방식으로, 본 명세서에서 동공 평면 내의 CDER의 배치를 나타내는 설명들은 임의의 수의 켤레 동공 평면들 내에서 CDER 컴포넌트들의 임의의 배열을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.

이제 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 민감한 입자 검출을 위한 시스템들 및 방법들이 보다 상세히 설명된다.

도 1a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 입자 검출 시스템(100)의 블록도이다.

일부 실시예들에서, 입자 검출 시스템(100)은 표면 헤이즈를 억제 및/또는 격리하면서 샘플(106) 상의 입자들과 연관된 검사 데이터를 제공하기 위해 CDER(104)을 갖는 검사 도구(102)를 포함한다. 예를 들어, 검사 도구(102)는 선택된 헤이즈 배향 방향을 따라 선형으로 편광될 표면 헤이즈를 조작하기 위해 수집 동공 평면 내에 CDER(104)을 포함할 수 있다. 검사 도구(102)는, 샘플 광(122)으로부터의 헤이즈 배향 방향을 따라 표면 헤이즈를 억제하도록 배향된 선형 편광기(108) 및 표면 헤이즈의 억제 후에 샘플 광(122)에 기초하여 검사 데이터를 생성하기 위한 적어도 하나의 검출기(110)를 더 포함할 수 있다.

선형 편광기(108)는 당업계에 알려진 임의의 유형의 편광기로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 선형 편광기(108)는 헤이즈 배향 방향을 따라 표면 헤이즈를 흡수한다. 일부 실시예들에서, 선형 편광기(108)는 편광 빔 스플리터로서 형성된다. 이러한 방식으로, 선형 편광기(108)는 (예를 들어, 표면 헤이즈를 격리하기 위해) 하나의 광학 경로를 따라 표면 헤이즈를 지향시키고 추가 광학 경로를 따라 나머지 광을 지향시킬 수 있다. 검사 도구(102)는 그 다음 표면 헤이즈와 연관된 샘플 광(122)의 일부를 측정하기 위해 추가 검출기(110)를 선택적으로 포함할 수 있다.

도 1b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 검사 도구(102)의 개념도이다.

일부 실시예들에서, 검사 도구(102)는 조명 빔(114)을 생성하기 위한 조명 소스(112) 및 조명 빔(114)을 샘플(106)로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계를 포함하는 조명 경로(116)를 포함한다.

조명 소스(112)는 당업계에 알려진 임의의 유형의 광 소스를 포함할 수 있다. 또한, 조명 소스(112)는 임의의 선택된 공간적 또는 시간적 코히어런스 특성들을 갖는 조명 빔(114)을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 소스(112)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 협대역 레이저 소스, 하나 이상의 광대역 레이저 소스, 하나 이상의 초연속 레이저 소스, 또는 하나 이상의 백색광 레이저 소스와 같은 하나 이상의 레이저 소스를 포함한다. 일부 실시예들에서, 조명 소스(112)는, 이에 제한되는 것은 아니나 LSP(laser-sustained plasma) 소스와 같은 LDLS(laser-driven light source)를 포함한다. 예를 들어, 조명 소스(112)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 레이저 소스에 의해 플라즈마 상태로 여기될 때, 광대역 조명을 방출할 수 있는 하나 이상의 요소를 포함하기에 적합한 LSP 램프, LSP 벌브 또는 LSP 챔버를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 소스(112)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 아크 램프, 방전 램프, 또는 무전극 램프와 같은 램프 소스를 포함한다.

조명 빔(114)은, 이에 제한되는 것은 아니나, 자외선(UV) 복사, 가시광선 복사, 또는 적외선(IR) 복사를 포함하는 하나 이상의 선택된 파장의 광을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 소스(112)는, 요구되는 것은 아니나, 대략 350nm보다 짧은 파장들을 갖는 조명 빔(114)을 제공할 수 있다. 또 다른 예시로서, 조명 빔(114)은 대략 266nm의 파장들을 제공할 수 있다. 또 다른 예시로서, 조명 빔(114)은 대략 213nm의 파장들을 제공할 수 있다. 또 다른 예시로서, 조명 빔(114)은 대략 193nm의 파장들을 제공할 수 있다. 본 명세서에서, (예를 들어, 조명 빔(114)의 파장에 대한) 작은 입자들에 의한 이미징 분해능 및 광 산란은 모두, 조명 빔(114)의 파장 감소가 작은 입자들로부터의 산란 신호 및 이미징 분해능을 일반적으로 증가시킬 수 있도록, 일반적으로 파장에 따라 스케일링된다는 것이 인식된다. 따라서, 조명 빔(114)은, 이에 제한되는 것은 아니나, 극자외선(extreme ultraviolet; EUV) 광, 심자외선(deep ultraviolet; DUV) 광 또는 진공 자외선(vacuum ultraviolet; VUV) 광을 포함하는 단파장 광을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 조명 소스(112)는 조정 가능한 조명 빔(114)을 제공한다. 예를 들어, 조명 소스(112)는 조정 가능한 조명 소스(예를 들어, 하나 이상의 조정 가능한 레이저 등)를 포함할 수 있다. 또 다른 예시로서, 조명 소스(112)는 고정되거나 조정 가능한 필터들의 임의의 조합에 결합된 광대역 조명 소스를 포함할 수 있다.

조명 소스(112)는 임의의 시간적 프로파일을 갖는 조명 빔(114)을 추가로 제공할 수 있다. 예를 들어, 조명 빔(114)은 연속적인 시간적 프로파일, 변조된 시간적 프로파일, 펄스형 시간적 프로파일 등을 가질 수 있다.

본 명세서에서, 표면 헤이즈의 강도는, 이제 제한되는 것은 아니나, 조명 빔(114)의 입사각 또는 편광을 포함하는 다수의 인자들에 의존할 수 있다는 것이 인식된다. 예를 들어, 표면 헤이즈의 강도는 거의 수직인 입사 각도들에 대해 상대적으로 높을 수 있고 더 높은 입사 각도들에 대해 낮아질 수 있다. 일부 실시예들에서, 조명 경로(116)는 표면 헤이즈의 생성을 감소시키기 위해 조명 빔(114)을 경사진(oblique) 입사 각도로 샘플(106)로 지향시키도록, 이에 제한되는 것은 아니나, 렌즈들(118), 미러들 등과 같은 하나 이상의 조명 광학계를 포함할 수 있다. 경사진 입사 각도는 일반적으로 임의의 선택된 입사 각도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 입사 각도는, 요구되는 것은 아니나, 표면 법선에 대해 60도보다 클 수 있다.

일부 실시예들에서, 조명 경로(116)는 조명 빔(114)을 수정 및/또는 조절(conditioning)하기에 적합한 하나 이상의 조명 빔 조절 컴포넌트(120)를 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 조명 빔 조절 컴포넌트(120)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 편광기, 하나 이상의 파장 플레이트, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 확산기, 하나 이상의 균질화기(homogenizer), 하나 이상의 아포다이저(apodizer), 또는 하나 이상의 빔 셰이퍼(beam shaper)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 조명 빔 조절 컴포넌트(120)는 샘플(106) 상에 p-편광된 조명 빔(114)을 제공하도록 배향된 편광기 또는 파장 플레이트를 포함한다.

조명 빔(114)을 갖는 샘플(106)의 조명은, 샘플(106)로부터의 반사, 산란, 회절 또는 발광의 임의의 조합에 기초하여 샘플(106)로부터 발산되는 광(예를 들어, 샘플 광(122))을 초래할 수 있다. 이러한 방식으로, 샘플 광(122)은 샘플(106)로부터의(예를 들어, 베어(bare) 반도체 웨이퍼 등으로부터의) 표면 헤이즈 및 샘플(106) 상의 임의의 입자들로부터 산란된 광(예를 들어, 입자 산란)의 조합을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 검사 도구(102)는 샘플 광(122)의 적어도 일부를 수집하기 위한 대물 렌즈(126)를 갖는 수집 경로(124)를 포함한다. 샘플 광(122)은, 이에 제한되는 것은 아니나, 산란된 광, 반사된 광, 회절된 광 또는 발광을 포함하는 조명 빔(114)에 응답하여 샘플(106)로부터 발산되는 임의의 유형의 광을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 검사 도구(102)는 정반사된 광(specularly-reflected light)(128)을 배제하기 위한 암시야 이미징 시스템이다. 이와 관련하여, 검사 도구(102)는 주로 산란된 광에 기초하여 샘플(106)을 이미징할 수 있다. 암시야 이미징은 또한 당업계에 알려진 임의의 기법을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 대물 렌즈(126)의 배향 및/또는 개구수(numerical aperture; NA)는 정반사된 광을 수집하지 않도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 대물 렌즈(126)는 샘플(106)에 대략 수직으로 배향되고 조명 빔(114)과 연관된 정반사된 광(128)을 포함하지 않는 NA를 갖는다. 또한, 대물 렌즈(126)는, 요구되는 것은 아니나, 대략 0.9 이상의 NA를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 검사 도구(102)는 정반사된 광(128)이 검출기(110)에 도달하는 것을 차단하는 하나 이상의 컴포넌트를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 검사 도구(102)는 수집 경로(124)에 의해 수집된 샘플 광(122)의 적어도 일부를 캡처하도록 구성된 적어도 하나의 검출기(110)를 포함한다. 검출기(110)는 샘플(106)로부터 수신된 조명을 측정하기에 적합한 당업계에 알려진 임의의 유형의 광학 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출기(110)는, 이에 제한되는 것은 아니나 CCD(charge-coupled device) 검출기, CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor) 검출기, TDI(time-delayed Integration) 검출기, PMT(photomultiplier tube) 어레이, APD(avalanche photodiode) 어레이 등과 같은 샘플(106)의 이미지를 캡처하기에 적합한 다중 픽셀 검출기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기(110)는 샘플 광(122)의 파장들을 식별하기에 적합한 분광(spectroscopic) 검출기를 포함한다.

일부 실시예들에서, 수집 경로(124)는 동공 평면(130)에 또는 동공 평면(130) 근처에 위치한 CDER(104)을 포함한다. 이러한 방식으로, CDER(104)은 샘플(106)(예를 들어, 샘플 광(122)의 일부)로부터의 표면 헤이즈를 조작하여, 선형으로 편광되고 동공 평면(130)에 걸쳐 헤이즈 배향 방향을 따라 정렬될 수 있다.

일부 실시예들에서, 선형 편광기(108)는 적어도 하나의 검출기(110)의 경로를 따라 헤이즈 배향 방향을 따르는 표면 헤이즈를 억제하기 위해 CDER(104)과 검출기(110) 사이에 위치한다. 선형 편광기(108)는 당업계에 알려진 임의의 유형의 편광기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 선형 편광기(108)는 거부 방향을 따라 광을 흡수하고 투과 또는 반사 중 하나를 통해 나머지 광을 패스(pass)시키는 흡수 편광기로서 형성될 수 있다. 이 구성에서, 거부 방향은 선형 편광기(108)가 표면 헤이즈를 흡수하고 나머지 광(예를 들어, 입자 산란과 연관된 샘플 광(122)의 부분들)을 패스할 수 있도록 헤이즈 배향 방향으로 정렬될 수 있다. 또 다른 예시로서, 도 1b에 예시된 바와 같이, 선형 편광기(108)는 2개의 개별 광학 경로들을 따라 직교 편광들로 광을 분할할 수 있는 편광 빔 스플리터로서 형성될 수 있다. 이 구성에서, 선형 편광기(108)는 제1 광학 경로를 따라 헤이즈 배향 방향을 따라 정렬된 표면 헤이즈를 지향시키고 제2 광학 경로를 따라 나머지 광을 지향시킬 수 있다. 또한, 도 1b에도 예시된 바와 같이, 검사 도구(102)는 검출기(110) 및 2개의 광학 경로들 각각을 따르는 임의의 연관된 광학 요소들(예를 들어, 렌즈들, 조리개들, 필터들 등)을 포함할 수 있다. 검사 도구(102)는, 따라서, 이에 제한되는 것은 아니나, 진단 또는 평가 목적들에 유용할 수 있는 나머지 광에 더하여 표면 헤이즈와 연관된 데이터를 생성할 수 있다.

수집 경로(124)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 렌즈(예를 들어, 렌즈들(132)), 하나 이상의 필터, 하나 이상의 개구, 하나 이상의 편광기, 또는 하나 이상의 위상 플레이트를 포함하는 샘플 광(122)을 지향 및/또는 수정하기 위한 임의의 수의 빔 조절 요소들을 더 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 검사 도구(102)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 샘플 광(122)의 강도, 위상, 및 편광을 샘플(106) 상의 위치 및/또는 산란 각도의 함수로서 포함하는 검출기(110) 상의 이미지를 생성하는 데 사용되는 샘플 광(122)의 선택된 측면들을 제어 및/또는 조정할 수 있다. 예를 들어, 아래에서 더 상세히 논의될 바와 같이, 빔 조절 요소들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 위상 마크스(202)를 포함할 수 있다.

본 명세서에서는, 제한된 수의 컴포넌트들 및/또는 제한된 두께를 갖는 컴포넌트들은, 원하는 효과를 제공하기 위해 특정한 동공 평면(130)에 또는 특정한 동공 평면(130)에 충분히 가까이 배치될 수 있다는 것이 인식된다. 따라서, 본 개시의 목적들을 위해, 동공 평면(130)에서의 하나 이상의 요소에 대한 참조는, 원하는 효과를 생성하기 위해 동공 평면(130)에 있거나 이에 충분히 가까운 하나 이상의 요소를 일반적으로 설명할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도시되지는 않았지만, 수집 경로(124)는, 이에 제한되는 것은 아니나, CDER(104), 위상 마스크(202)(예를 들어, 아래 도 2 참조), 또는 선형 편광기(108)와 연관된 요소들을 포함하는 임의의 수의 요소들이 동공 평면(130)에 또는 동공 평면(130) 근처에 배치될 수 있도록, 하나 이상의 추가 동공 평면(130)을 생성하기 위한 추가 렌즈들을 포함할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 일부 실시예들에서, 입자 검출 시스템(100)은 서브-분해능 입자들에 의해 산란된 p-편광된 광의 점 확산 함수(PSF)를 재성형하기 위해 동공 평면에 또는 그 근처에 위치한 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다. 본 명세서에서, 시스템의 이미징 분해능보다 작은 입자의 이미지는 일반적으로 시스템 PSF에 의해 제한되며, 이는 이미지가 정반사된 광을 포함할 때 전형적으로 에어리(Airy) 함수라는 것이 인식된다. 그러나, 입자(예를 들어, 입자 PSF)와 연관된 실제 PSF 및 이에 따른 시스템에 의해 생성된 입자의 실제 이미지는 동공 평면 내의 입자로부터의 광의 특정 전계 분포와 관련되며, 특히 이미지가 산란된 광으로부터 형성될 때 시스템 PSF와는 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다.

특히, 경사진 p-편광된 광으로 조명될 때 이미징 분해능보다 더 작은 입자의 암시야 이미지(예를 들어, 산란되거나 회절된 광으로 형성된 입자의 이미지)는, 시스템 PSF보다 더 큰 구역으로 확산되는 환형(annulus)일 수 있고, 이는 입자 검출 감도에 부정적으로 영향을 미친다. 이러한 환형 형상 및 PSF의 크기 증가 또는 입자의 이미징된 스폿은, 검출기(110) 상의 입자의 이미징된 스폿의 중심에서 수집된 광의 상쇄 간섭과 연관될 수 있다.

따라서, 일부 실시예들에서, 입자 검출 시스템(100)은, 이에 제한되는 것은 아니나, 하나 이상의 위상 플레이트 또는 하나 이상의 위상 보상기와 같은 검출기(110) 상의 입자의 이미징된 스폿의 중심에서 광의 보강 간섭을 용이하게 하기 위해 동공 평면(130)에 걸쳐 샘플 광(122)의 위상을 수정하는 하나 이상의 컴포넌트를 포함한다.

예를 들어, 위상 마스크는 이미징된 입자들의 PSF를 재성형하는 데 적합한 다양한 구성들을 가질 수 있다. 산란된 광에 기초한 이미징된 입자들의 PSF를 재성형하기 위한 위상 마스크들은 일반적으로 2021년 3월 9일에 등록된 미국 특허 번호 제10,942,135호이며, 그 전체가 참조로서 본 명서세어 통합된다. 일부 실시예들에서, 위상 마스크는 동공 평면(130)의 선택된 부분들을 커버하는 하나 이상의 반파장 플레이트를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 위상 마스크는 세그먼트들 중 적어도 하나가 반파장 플레이트를 포함하는 세그먼트화된 광학계로서 형성될 수 있다.

도 2는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 동공을 두 개의 세그먼트들(예를 들어, 절반들)로 분할하기 위해 두 개의 세그먼트들을 포함하는 위상 마스크(202)의 개념적 평면도이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 위상 마스크(202)는 직교 편광들(로 표현됨)에 대해 Y 방향을 따라 편광된 광에 대해 π의 위상 편이를 도입하기 위해 X 방향을 따른 광축을 갖는 반파장 플레이트로부터 형성된 세그먼트(204)를 포함할 수 있다. 또한, 위상 마스크(202)는 광의 편광을 회전시키지 않는 세그먼트(206)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세그먼트(206)는 세그먼트(206)를 통한 광이 세그먼트(204) 내의 광과 동일한 (또는 실질적으로 동일한) 광학 경로 길이를 따라 전파하도록 전파 방향을 따라 광학적으로 균질한 재료로 형성된 보상 플레이트를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 보상 플레이트는, 세그먼트(204)의 반파장 플레이트와 대략적으로 동일한 두께 및 굴절률을 갖지만 전파 방향을 따라 복굴절이 없는 재료로 형성된다. 또 다른 실시예에서, 보상 플레이트는, 세그먼트(204) 내의 반파장 플레이트와 동일한 재료로 형성되지만, 보상 플레이트를 통해 전파되는 광이 복굴절을 겪지 않도록 상이한 축을 따라 절단된다. 예를 들어, 단축 결정(uniaxial crystal)의 광축을 따라 전파되는 광은, 광축을 따라 전파되는 광에 대해 결정이 광학적으로 균질할 수 있도록 복굴절을 겪지 않을 수 있다. 또 다른 예시로서, 세그먼트(206)는 개구를 포함할 수 있다.

또한, 일부 실시예들에서, 위상 마스크(202)는 동공 평면(130)에 걸친 광학 경로 길이 차이들을 적어도 부분적으로 보상하기 위해 동공 평면 밖으로 기울어질 수 있다.

세그먼트화된 위상 마스크(202)는 당업계에 알려진 임의의 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 다양한 세그먼트들(예를 들어, 도 2의 세그먼트들(204-206))은 다양한 세그먼트들이 단일 평면 내에 배치되는 단일 컴포넌트로서 형성된다.

그러나, 도 2 및 연관된 설명은 예시 목적들로만 제공되며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 두 개의 세그먼트들을 갖는 위상 마스크(202)는 도 4에 예시된 바와 같이 상단 부분이 아니라 수집 구역(306)의 하단 부분 내에 배치된 반파장 플레이트를 포함할 수 있다. 또한, 위상 마스크(202)는 입자로부터 산란된 광의 PSF를 재성형하기 위해 동공 평면(130)에 걸쳐 임의의 패턴으로 임의의 재료들의 조합으로부터 형성된 임의의 개수의 세그먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 관심 대상과 연관된 동공 평면 내의 광의 알려진 전계 분포(예를 들어, 측정된, 시뮬레이션된 등)가 주어지면, 본 명세서에 설명된 바와 같은 세그먼트화된 위상 마스크(202)가 관심 대상의 이미지의 PSF를 재성형하기 위해 동공 평면 내의 다양한 영역들의 위상을 선택적으로 조정하도록 형성될 수 있다. 특히, 위상 마스크(202)의 다양한 세그먼트들은 시스템 PSF에 접근하는 타이트한 PSF를 제공하기 위해 검출기(110)에서 보강 간섭을 용이하게 하도록 선택될 수 있다(예를 들어, 선택된 공차 내에서).

본 명세서에서는, 위상 마스크(202)의 설계는 (예를 들어, 도 3b 등에 예시된 바와 같이) 관심 입자들과 연관된 알려진 전계 분포에 기초한 "이상적인" 위상 마스크와, 실용적인 설계 및/또는 제조 고려사항들 사이의 트레이드 오프를 나타낼 수 있다는 것이 또한 인식된다. 예를 들어, 이상적인 또는 그렇지 않으면 원하는 위상 마스크(202)가 부당하게 비싸거나 제조하기 어려운 경우일 수 있다. 그러나, 위상 마스크(202)의 특정 설계들이 제조 및 성능 사양들(예를 들어, 선택된 형상을 갖는 입자 PSF 등) 모두를 만족시킬 수 있는 경우일 수 있다. 따라서, 도 2에 예시된 위상 마스크(202)의 설계들은, 성능과 제조가능성 사이의 특정 트레이드오프를 제공하는 비제한적인 예시를 나타낼 수 있다.

또 다른 실시예에서, 아래에서 더 상세히 설명될 바와 같이, 입자 검출 시스템(100)은, 검출기(110) 상의 입자의 이미지의 중심에서 산란되는 입자와 연관된 샘플 광(122)의 보강 간섭을 용이하게 하기 위해 동공 평면에 걸쳐 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광학 균질 재료로부터 형성된 위상 보상기를 포함할 수 있다.

이제 도 3a 내지 6d를 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 CDER(104)이 보다 상세히 설명된다. 도 3a 및 도 3b는, 입자로부터 산란된 광 및 베어 샘플(106)로부터 산란된 광(예를 들어, 표면 헤이즈)과 연관된 샘플 광(122)의 전계 분포들(예를 들어, 편광 상태들)에 대응하는 동공 평면 산란 맵들을 예시한다. 도 4a 내지 도 6d는 그 다음 CDER(104)의 다양한 비제한적 구성들 및 표면 헤이즈의 편광 상태들의 연관된 방출(evolution)을 예시한다.

본 명세서에서, 샘플(106)의 표면으로부터 산란된 광(예를 들어, 표면 헤이즈, 표면 산란 등)은 입자 검출 애플리케이션들에서 노이즈로 고려될 수 있음이 인식된다. 따라서, 관심 입자들에 의해 산란된 광과 연관된 샘플 광(122)의 부분들로부터의 표면 헤이즈와 연관된 샘플 광(122)의 부분들을 필터링하는 것이 바람직할 수 있다.

도 3a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 경사 입사 p-편광된 광에 응답하는 표면 산란(예를 들어, 표면 헤이즈)의 동공 평면 산란 맵(302)이다. 도 3b는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 경사 입사 p-편광된 광에 응답하는 작은 입자(예를 들어, 조명 빔(114)의 파장 또는 입자 검출 시스템(100)의 이미징 분해능에 비해 작은)에 의해 산란된 광의 동공 평면 산란 맵(304)이다.

특히, 산란 맵들(302, 304)은 흰색이 가장 높은 강도이고 검은색이 가장 낮은 강도인 음영으로 표시된 전계 강도를 포함한다. 또한, 산란 맵들(302, 304)은 오버레이된 타원들에 의해 표시된 동공 평면(130) 내의 수집 각도(예를 들어, 산란 각도)의 함수로서 광의 편광 배향을 포함한다. 산란 맵들(302, 304)은, 샘플 광(122)이 검사 도구(102)에 의해 수집되는 각도들의 범위와 연관되는, 동공 평면 내의 수집 구역(306)에 의해 경계가 정해진다. 예를 들어, 수집 영역(306)은 수집 경로(124)에서 대물 렌즈의 개구수(NA)에 대응할 수 있다.

산란 맵들(302, 304)은 도 1a 및 도 1b에 예시된 입자 검출 시스템(100)의 구성에 기초한다. 도 3a 및 도 3b에서, 정반사 각도(308)는 조명 방향(310)을 따라 수집 구역(306) 외부(예를 들어, 도 3a에서 원형 수집 구역(306)의 우측에 있는 수집 구역(306) 외부)에 위치하며, 이는 검사 도구(102)가 정반사된 광을 캡처하지 않는다는 것을 나타낸다. 그러나, 대안적인 구성들이 본 개시의 범위 내에 있다. 예를 들어, 정반사 각도(308)가 동공 평면 내에 있는 경우, 정반사된 광은 검출기(110) 이전에 차단되어 암시야 이미지를 생성할 수 있다.

추가적으로, 산란 맵들(302, 304)은, 이에 제한되는 것은 아니나, 실리콘, 에피택셜 실리콘 및 폴리실리콘 웨이퍼들을 포함하는 매우 다양한 재료들로부터의 산란을 나타낼 수 있다. 그러나, 산란 맵들(302, 304)은 예시적인 목적들로만 제공되며 본 개시를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 이해되어야 한다.

도 3a 및 도 3b에 예시된 바와 같이, 입자에 의해 산란된 광의 전계 분포(예를 들어, 전계 강도 및 편광 배향)은, 특히 조명 빔(114)이 p-편광될 때, 표면에 의해 산란된 광의 전계 분포와 실질적으로 상이할 수 있다. 예를 들어, 표면 헤이즈와 연관된 샘플 광(122)은, 도 3a에 예시된 바와 같이 수집 구역(306) 내의 정반사 각도(308)에 대해 대략적으로 방사형 편광 분포를 일반적으로 나타낸다. 반면에, 입자 산란과 연관된 샘플 광(122)은 도 3b에 예시된 바와 같이 표면 법선에 대해 방사형 편광 분포를 일반적으로 나타낸다. 또한, 산란된 샘플 광(122)의 편광은 일반적으로 타원형이다. 도 3a 및 도 3b에서 볼 수 있듯이, 동공 평면(130) 내의 대부분의 위치들에서, 타원들은 단연 세장형이고(elongated), 이는 하나의 선형 편광 성분이 다른 것보다 훨씬 강하다는 것을 의미한다. 작은 입자로부터 산란된 샘플 광(122)의 경우(예를 들어, 도 3b), 편광은 동공의 중심 근처에서 더 타원형일 수 있고, 이는 두 개의 선형 편광 성분들이 크기에 있어서 대략적으로 비교할 만하다는 것을 의미한다. 그러나, 동공의 이 영역에서의 광의 강도는 상대적으로 낮고 작은 입자로부터의 총 산란 신호에 거의 기여하지 않는다.

도 4a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 CDER(104)을 포함하는 검사 도구(102)의 수집 경로(124)의 제1 구성의 개념도이다. 본 명세서에서, 도 4a에 예시된 컴포넌트들 각각은 단일 광학 요소로서 형성될 수 있거나 임의의 수의 광학 요소들 사이에 분포될 수 있다는 것이 고려된다. 이러한 방식으로, 인접 컴포넌트들은, 요구되는 것은 아니나, 물리적으로 접촉할 수 있다. 또한, 검사 도구(102)는, 도 4a에 예시된 컴포넌트들이 다수의 동공 평면들 사이에 분포되거나 단일 동공 평면에 또는 그 근처에 위치할 수 있도록, 임의의 수의 동공 평면들을 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 수집 경로(124)는 선형 편광기(108)가 뒤따르는 1/4 파장 플레이트(404)의 양쪽에 있는 두 개의 편광 회전기들(402)(예를 들어, 광학 회전기들)로부터 형성된 CDER(104)을 포함한다. 이러한 방식으로, CDER(104)은 선택된 헤이즈 배향 방향을 따라 선형으로 편광되도록 표면 헤이즈를 조작할 수 있고, 선형 편광기(108)는 이 헤이즈 배향 방향을 따라 광을 거부하도록 배향되어 이에 따라 표면 헤이즈를 억제할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수집 경로(124)는 검사 도구(102)의 검출기(110)(미도시) 상에 선명한 이미징을 제공하기 위해 CDER(104) 및 선형 편광기(108)를 통해 광의 PSF를 재성형하기 위한 위상 마스크(202)를 더 포함한다.

편광 회전기(402)는 동공 평면에 걸쳐 공간적으로 변화하는 편광 회전량(예를 들어, 공간적으로 변화하는 편광 회전 각도)을 제공하는 당업계에 알려진 광학 요소들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 편광 회전기(402)는 임의의 선택된 양만큼 동공 평면의 임의의 위치에서 광의 편광을 선택적으로 회전시킬 수 있다.

또한, 표면 헤이즈의 거부를 위해 선택된 편광 방향(예를 들어, 헤이즈 배향 방향)은 임의의 적합한 방향일 수 있다. 예를 들어, 선택된 편광 방향은 거부된 입자-산란된 샘플 광(122)의 강도를 최소화하기 위해 (예를 들어, 도 3b에 예시된 바와 같이) 입자-산란된 샘플 광(122)의 예상 분포에 기초하여 선택될 수 있다.

도 4b 내지 도 4g는, 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 도 4a에 예시된 컴포넌트들에 의한 표면 헤이즈의 전계 분포의 방출을 예시한다. 도 4b 내지 도 4g에서, 그레이스케일 강도 맵은 표면 헤이즈의 강도에 대응한다. 또한, 동공 평면에 걸친 선택된 위치들에서의 편광 상태들은 동공 평면에 걸친 편광 상태들의 분포를 예시하기 위해 오버레이로 예시된다.

일부 실시예들에서, 제1 편광 회전기(402a)는 (예를 들어, 도 3a에 예시된 바와 같이) 표면 헤이즈의 편광들을 공통 헤이즈 배향 방향으로 회전시키기 위해 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공한다. 공통 방향은 동공 평면에서 임의로 선택된 임의의 방향을 포함할 수 있다. 예를 들어, 표면 헤이즈가 입자 산란과 구별될 수 있도록 (예를 들어, 도 3b에 묘사된 바와 같이) 입자 산란의 편광 방향들과 상이한 동공 평면에서의 방향에 대응하도록 헤이즈 배향 방향이 선택될 수 있다. 또 다른 사례에서, 헤이즈 배향 방향은 도 4b에 묘사된 배향에서 수직 방향(예를 들어, Y 방향) 또는 수평 방향(예를 들어, X 방향)에 대응하도록 선택될 수 있다(예를 들어, 헤이즈 배향 방향은 샘플(106) 상의 조명 빔(114)의 입사 평면에 수직하거나 평행하도록 선택될 수 있다).

도 4b는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 조명의 방향(예를 들어, X 방향)을 따라 표면 헤이즈의 편광 타원들(예를 들어, 편광 타원들의 장축들)을 정렬하도록 배열된 제1 편광 회전기(402a)를 통한 전파 후의 도 3a에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 4b에 예시된 바와 같이, 편광 타원들의 형상은 편광이 회전됨에 따라 실질적으로 변경되지 않고 남아있다. 도 4c는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 4b의 표면 헤이즈 전계 분포를 생성하기 위한 제1 편광 회전기(402a)의 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 예시하는 플롯이다.

일부 실시예들에서, 1/4 파장 플레이트(404)는 동공 평면에 걸쳐 타원형 편광들을 선형 편광들로 변환한다. 도 4d는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 1/4 파장 플레이트(404)를 통한 전파 후의 도 4b에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 4d에 예시된 바와 같이, 1/4 파장 플레이트(404)로부터의 선형 편광된 광의 결과적인 배향은 입사광의 이심률에 의존한다. 예를 들어, 입사광의 이심률이 클수록, 헤이즈 배향 방향에 대해 광이 회전하는 정도가 커진다.

일부 실시예들에서, 제2 편광 회전기(402b)는 표면 헤이즈의 편광들을 다시 공통 헤이즈 배향 방향으로 회전시킨다. 도 4e는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 제2 편광 회전기(402b)를 통한 전파 후의 도 4d에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 이러한 방식으로, 제2 편광 회전기(402b)는, 1/4 파장 플레이트(404)에 의해 유도된 헤이즈 배향 방향으로부터의 편광 상태들의 임의의 편차들을 보상하거나 그렇지 않으면 보정할 수 있다. 예를 들어, 도 4e는 헤이즈 배향 방향(예를 들어, X 방향)을 따라 동공 평면에 걸쳐 선형으로 편광된 표면 헤이즈를 예시한다. 그러나, 제2 편광 회전기(402b)는 일반적으로 동공 평면에 걸친 표면 헤이즈의 편광들을, 제1 편광 회전기(402a)에 의해 제공된 헤이즈 배향 방향과 반드시 동일할 필요는 없는 임의적으로 선택된 임의의 헤이즈 배향 방향으로 정렬할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 도 4f는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 4e의 표면 헤이즈 전계 분포를 생성하기 위한, 제2 편광 회전기(402b)의 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 예시하는 플롯이다.

도 4g는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 선형 편광기(108)를 통한 전파 후의 도 4e에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 4g의 크기 스케일에 의해 예시된 바와 같이, 헤이즈 배향 방향을 따른 선형 편광에 대한 표면 헤이즈의 정밀한 조작은, 전체 동공 평면에 걸쳐 표면 헤이즈의 매우 민감한 억제를 용이하게 한다.

이제 도 4h 내지 도 4m을 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 다양한 구현들이 보다 상세하게 설명된다. 공간적으로 변화하는 편광 회전량을 제공하는 편광 회전기(402)는, 2021년 3월 16일에 등록된 미국 특허 번호 제10,948,423호에 일반적으로 설명되어 있으며, 이는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 통합된다.

일부 실시예들에서, 편광 회전기(402)는 세그먼트화된 반파장 플레이트(406)로 형성된다. 도 4h는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 세그먼트화된 반파장 플레이트(406)로서 형성된 편광 회전기(402)의 블록도이다. 예를 들어, 편광 회전기(402)는 동공 평면에 걸쳐 분포된 두 개 이상의 반파장 플레이트들을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 편광 회전 각도들의 선택된 공간 분포를 제공하기 위해 선택된 방향으로 배향된 광축(예를 들어, 빠른 축 또는 느린 축)을 갖는다. 이러한 방식으로, 동공 평면의 상이한 영역들 내의 샘플 광(122)의 부분들은 상이한 양만큼 회전될 수 있다. 예를 들어, 동공 평면의 각각의 영역 내의 광축의 배향은, 동공 평면의 각각의 대응하는 영역 내의 표면 헤이즈의 편광 상태들에 기초하여 선택될 수 있다(예를 들어, 도 3a에 예시된 바와 같이). 그러한 편광 회전기(402)는, 선택된 공간적으로 변화하는 편광 회전의 분포를 제공하기 위해, 동공 평면에 걸쳐 임의의 분포로 임의의 수의 반파장 플레이트들(예를 들어, 세그먼트들)을 일반적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 편광 회전기(402)는 동공 평면에서 선형 방향(예를 들어, 도 3a의 Y-방향)을 따라 분포된 일련의 반파장 플레이트들을 갖는 선형으로 세그먼트화된 반파장 플레이트(406)를 포함할 수 있다. 또 다른 사례에서, 편광 회전기(402)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 조명 빔(114)의 정반사에 대응하는 동공 평면의 일부와 같은 정점(apex) 위치 주위에 방사형으로 분포된 일련의 쐐기형(wedge-shaped) 반파장 플레이트들을 갖는 각도 세그먼트화된(angularly-segmented) 반파장 플레이트(406)를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에서, 편광 회전기(402)는, 편광 회전 각도들의 선택된 공간 분포를 제공하기 위해, 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광활성(optically-active) 재료(408)(예를 들어, 원형 복굴절 또는 원형 이색성을 나타내는 재료, 카이랄(chiral) 재료 등)를 포함한다. 도 4h는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 세그먼트화된 반파장 플레이트(406)로서 형성된 편광 회전기(402)의 블록도이다.

본 명세서에서는, 광활성 재료(408)를 사용한 편광 회전이 반파장 플레이트(예를 들어, 세그먼트화된 반파장 플레이트)를 사용한 편광 회전과는 상이한 메커니즘에 기초할 수 있다는 것이 인식된다. 특히, 반파장 플레이트는 동공 평면에서 직교 방향들(예를 들어, 빠른 축 및 느린 축)에 대해 상이한 굴절률 값들, 및 이러한 직교 방향들을 따르는 광 사이에 π의 위상 지연(예를 들어, 반파장)을 개입시키도록 설정된 상수 두께를 제공하는 재료에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 반파장 플레이트에 의해 유도되는 편광 회전량은 동공 평면에서 반파장 플레이트의 회전에 의해 제어된다. 대조적으로, 광활성 재료(408)는 카이랄성(chirality)을 나타낼 수 있고 두께의 함수로서 일정한 편광 회전율을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 광활성 재료(408)에 의해 유도된 편광 회전량은 광활성 재료의 두께에 의해 제어된다. 본 명세서에서는, 이에 제한되는 것은 아니나, 석영과 같은 일부 재료들은 동공 평면에 대한 그것의 배향에 기초하여 파장 플레이트 또는 광활성 재료(408)로서 동작할 수 있다는 것 또한 인식된다. 예를 들어, 동공 평면 내의 광축으로 배향된 석영은 파장 플레이트로서 동작할 수 있는 반면, 동공 평면에 직교하는 광축으로 (예를 들어, 샘플 광(122)의 전파 방향을 따라) 배향된 석영은 광활성 재료(408)로서 동작할 수 있다. 그러나, 이것은 단지 예시일 뿐이며 광활성 편광 회전기(402)는 일반적으로 임의의 광활성 재료로 형성될 수 있음이 이해되어야 한다.

일부 실시예들에서, 광활성 재료(408)로 형성된 편광 회전기(402)는 위상 보상기(410)를 더 포함하여, 검출기(110) 상의 입자의 이미지의 중심에서 입자 산란과 연관된 샘플 광(122)의 보강 간섭을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 위상 보상기(410)는 광활성 재료(408)의 공간적으로 변화하는 두께에 상보적인 동공 평면(130)에 걸쳐 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광학 균질 재료를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 편광 회전기(402)를 통한 샘플 광(122)의 전체 광학 경로는 동공 평면에 걸쳐 일정할 수 있다. 또 다른 예시로서, 위상 보상기(410)는 편광 회전기(402)를 포함하는 광활성 재료(408)에 대해 반대 핸디드니스(handedness)를 갖는 광활성 재료로 형성될 수 있다. 일 사례에서, 광활성 재료(408)는 우측 석영(right-handed quartz)을 포함하고 위상 보상기(410)는 좌측 석영(left-handed quartz)을 포함하며, 여기서 각각은 원하는 편광 회전들 및 위상 보정들이 달성되도록 선택된 두께 프로파일을 갖는다.

본 명세서에서, 광활성 재료(408)로 형성된 편광 회전기(402)는, 따라서, 2D 연속적인 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광활성 재료(408)로부터 편광 회전기(402)를 제조함으로써 동공 평면에 걸쳐 연속적으로 변화하는 편광 회전을 제공할 수 있다는 것이 고려된다. 일부 실시예들에서, 제1 편광 회전기(402a) 및/또는 제2 편광 회전기(402b)는 동공 평면에 걸쳐 정확한 편광 회전을 제공하는 2D 두께 프로파일(예를 들어, 도 4c 및 도 4f에 예시된 분포들에 대응함)을 갖는 광활성 재료(408)로부터 형성된다.

도 4j는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 검사 도구(102)에서 검출기(110)의 픽셀 크기의 함수로서 표면 헤이즈를 억제할 때 CDER(104)의 입자 검사 감도 및 효율을 예시하는 플롯이다. 본 명세서에서는, 표면 헤이즈를 억제하기 위한 CDER(104)을 갖는 검사 도구(102)의 입자 검출 감도가, 표면 헤이즈에 대한 샘플(106) 상의 입자들의 특정 전계 분포들에 의존할 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 도 3b의 전계 분포는 특정 입자에 대응할 수 있다. 일반적으로, 이 분포는, 이에 제한되는 것은 아니나, 입자 크기 또는 조성(composition)과 같은 다양한 파라미터들에 기초하여 달라질 것이다.

예를 들어, 도 4j는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 2D 두께 프로파일들(예를 들어, 도 4c 및 도 4f에 예시된 바와 같이)을 갖는 광활성 재료들(408)로 형성된 편광 회전기들(402a, 402b)을 갖는 도 4a에 예시된 것과 같은 CDER(104)의 효율의 시뮬레이션에 대응한다. 또한, 도 4j의 윤곽선들 상의 범례들은 나노미터들의 입자 크기에 대응한다. 도 4j에 예시된 바와 같이, CDER(104)의 이 비제한적인 예시는 넓은 범위의 픽셀 크기들에 대해 높은 효율(예를 들어, 입자에 의해 산란된 광에 대한 표면 헤이즈의 억제)을 제공한다.

그러나, 본 명세서에서는, 일부 경우들에서, 특정 단계에 적합한 편광 회전들의 공간적으로 변화하는 분포(예를 들어, 도 4c 및 4f에 예시된 분포들)를 정확하게 제공하는. 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광활성 재료(408)를 제조하기에 비실용적이거나 바람직하지 않을 수 있다는 것이 고려된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 특정 편광 회전기(402)(예를 들어, 제1 편광 회전기(402a) 또는 제2 편광 회전기(402b))는, 선택된 공차 내에서 이상적인 편광 회전 분포에 근접한 공간 편광 회전 분포를 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, 성능과 제조 가능성이 균형을 이룰 수 있다.

일부 실시예들에서, 편광 회전기(402)(예를 들어, 제1 편광 회전기(402a), 제2 편광 회전기(402b) 등)는, 1D 편광 회전 분포를 제공하기 위해, 단일 방향을 따라 변화하는 두께 프로파일들(예를 들어, 1D 두께 프로파일)을 갖는 광활성 재료(408)를 갖는다. 본 명세서에서는, 2D 두께 프로파일보다는 1D 두께 프로파일을 갖는 광활성 재료(408)를 제조하는 것이 더 쉽고 및/또는 더 비용 효율적일 수 있다는 것이 고려된다. 또한, 도 3a에 예시된 바와 같이, 표면 헤이즈의 편광 타원들은 Y 방향을 따라 강하게 변화하고 X 방향을 따라 상대적으로 약하게 변화한다. 따라서, Y 방향을 따라 변화하는 1D 편광 회전 분포는 이상적인 편광 회전 분포에 합리적으로 근접할 수 있다.

도 4k는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 1차원적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해, 편광 회전기들(402a, 402b)이 단일 방향(예를 들어, Y 방향)을 따라 연속적으로 변화하는 두께 프로파일들을 갖는 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다. 도 4l은, 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 선형적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해, 편광 회전기들(402a, 402b)이 단일 방향(예를 들어, Y 방향)을 따라 선형적으로 변화하는 두께 프로파일들을 갖는 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.

일부 실시예들에서, 편광 회전기(402)(예를 들어, 제1 편광 회전기(402a) 및/또는 제2 편광 회전기(402b))는 컴포넌트들의 스택으로서 형성될 수 있으며, 여기서 원하는 속성들(예를 들어, 공간 편광 회전 분포)은 스택을 통한 광의 전파를 통해 달성된다. 예를 들어, 원하는 복잡한 공간적으로 변화하는 두께 프로파일(예를 들어, 1D 또는 2D에서)을 갖는 광활성 재료(408)(또는 대응하는 위상 보상기들(410))를 직접 제조하는 것은 (예를 들어, 비용, 제조 가능성 등에 기초하여) 비실용적일 수 있다. 그러나, 상대적으로 제조하기 쉬운 프로파일들(예를 들어, 구형 표면들, 선형 표면들 등)을 갖는 일련의 광활성 재료들(408)로부터, 공간적으로 변화하는 두께 프로파일(예를 들어, 1D 또는 2D에서) 또는 그 근사치를 구성하는 것이 가능할 수 있고, 여기서 조합은 원하는 복잡한 공간적으로 변화하는 두께 프로파일 또는 그것의 합리적인 근사치를 형성한다.

도 4m은, 본 개시의 하나 이상의 실시예들에 따른, 두 개의 광활성 재료들(408) 및 대응하는 위상 보상기들(410)을 포함하는 요소들의 스택으로서 편광 회전기들(402a, 402b)이 형성되는 도 4a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다. 예를 들어, 광활성 재료들(408) 및 도 4m의 대응하는 위상 보상기들(410)은 구형 및 선형 프로파일들로 형성된다.

본 명세서에서, 위상 마스크(202) 또는 다른 빔 조절 요소들이 CDER(104)에 통합될 수 있다는 것이 추가로 고려된다. 도 4m은 제1 편광 회전기(402a)와 통합된 위상 마스크(202)를 또한 예시한다.

이제 도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 본 명세서에서, 동공 평면에 걸쳐 표면 헤이즈의 타원형 편광들을 선형 편광들로 변환하고, 후속 선형 편광기(108)에 의한 억제 및/또는 격리를 위해 공통 헤이즈 배향 방향을 따라 선형 편광들을 정렬하는 기능적 단계들이 다양한 기법들을 사용하여 수행될 수 있다는 것이 고려된다.

도 5a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 CDER(104)을 포함하는 검사 도구(102)의 수집 경로(124)의 제2 구성의 개념도이다. 도 4a와 관련하여 설명된 바와 같이, 도 5a에 예시된 컴포넌트들 각각은 단일 광학 요소로서 형성될 수 있거나, 임의의 수의 동공 평면들 내의 임의의 수의 광학 요소들 사이에 분포될 수 있다.

특히, 도 5a는 단일 편광 회전기(402) 및 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)를 포함하는 CDER(104)의 구성을 예시하고, 여기서 편광 회전기(402) 및 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)는 모두 동공 평면에 걸쳐 공간적으로 변화하는 동작을 갖는다. 본 명세서에서, 단일 편광 회전 단계만이 필요하도록 편광 회전기(402)를 설계할 때, 선형적으로 편광된 광의 배향에 대한 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)의 영향이 고려될 수 있다는 것이 고려된다. 이 구성에서, 편광 회전기(402)는 도 4b에 예시된 바와 같이 타원형 편광들의 장축들을 정렬하지 않는다. 오히려, 편광 회전기(402)는, 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)를 통한 전파 후에만 동공 평면에 걸쳐 표면 헤이즈의 편광들이 정렬되고 선형 편광들로 변환되도록, 표면 헤이즈의 이심률에 적어도 부분적으로 기초하는 공간적으로 변화하는 편광 회전 프로파일을 제공한다. 예를 들어, 편광 회전기(402)는, 편광 타원들의 대각선들이 공통 방향(예를 들어, 아래의 도 5b에 묘사된 바와 같은 수평 방향 또는 조명 방향)을 따라 정렬되도록 타원형 편광들을 정렬할 수 있다. 각각의 편광 타원의 단축에 평행하게 배향된 광축들을 갖는 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)는, 그 다음, 타원형 편광들을 선형 편광들로 변환하고, 선형 편광들이 공통 헤이즈 배향 방향(예를 들어, 아래 도 5c에 묘사된 바와 같은 X 방향 또는 조명 방향)을 따라 정렬되는 것을 제공할 수 있다.

도 5b는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 5a의 편광 회전기(402)를 통한 전파 후의 도 3a에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 5b에 예시된 바와 같이, 표면 헤이즈의 편광 타원들의 장축들은 서로 평행하게 정렬되지 않지만, 타원들의 대각선들이 서로 평행하도록 이심률에 기초하여 상이하다. 도 5c는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 5a의 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)를 통한 전파 후의 도 5b에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 5d는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 5a의 선형 편광기(108)를 통한 전파 후의 도 5c에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 5d에 묘사된 바와 같이, 표면 헤이즈의 대부분이 선형 편광기(108)에 의해 감쇠되거나 전환되기 때문에, 강도가 매우 낮다.

도 4a에 관하여 설명된 바와 같이, 편광 회전기(402) 및 도 5a의 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)는 당업계에 알려진 임의의 기법을 사용하여 형성될 수 있다. 도 5e는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 편광 회전기(402)가 (예를 들어, 도 5b, 도 5c 및 도 5d에 묘사된 바와 같은 동공 평면(130)의 수평 방향을 따라 분포된 세그먼트들을 갖는) 세그먼트화된 반파장 플레이트로서 형성되고, 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)는 여기서 수평 방향(예를 들어, X 방향)을 따라 분포된 세그먼트들로 형성되는, 도 5a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다. 도 5f는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라, 편광 회전기(402)가 연속적인 요소(예를 들어, 연속적으로 변화하는 두께 프로파일을 갖는 광활성 재료(408))로서 형성되고 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트(502)가 조명 방향(예를 들어, 도 5b, 5c 및 5d에 묘사된 바와 같은 동공 평면의 수평 방향)을 따라 분포된 세그먼트들로 형성되는, 도 5a에 예시된 컴포넌트들의 개념적 단면도이다.

도 6a는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 CDER(104)을 포함하는 검사 도구(102)의 수집 경로(124)의 제3 구성의 개념적 단면도이다. 도 4a 및 도 5a와 관련하여 설명된 바와 같이, 도 6a에 예시된 컴포넌트들 각각은 단일 광학 요소로서 형성될 수 있거나, 임의의 수의 동공 평면들 내의 임의의 수의 광학 요소들 사이에 분포될 수 있다.

특히, 도 6a는, 선형 편광들이 공통 헤이즈 배향 방향을 따라 정렬되도록, 표면 헤이즈의 편광 타원들을 동공에 걸쳐 선형 편광으로 변환하기 위해 공간적으로 변화하는 파장 플레이트(602)를 포함하는 CDER(104)의 구성을 예시한다. CDER(104)은 표면 헤이즈의 선형 편광들을 공통 헤이즈 배향 방향으로 회전시키기 위한 편광 회전기(402)를 더 포함할 수 있다. 편광 회전기(402)는, 이에 제한되는 것은 아니나, 도 4h 및 도 4i에 예시된 설계들과 같은 임의의 적합한 설계를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 편광 회전기(402)는 광활성 재료(408) 및 선택적으로 위상 보상기(410)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 편광 회전기(402)는 세그먼트화된 반파장 플레이트(406)를 포함한다. 예를 들어, 도 6a는 편광 회전기(402)가 광활성 재료(408) 및 위상 보상기(410)를 포함하는 CDER(104)의 비제한적 구성을 예시한다. 도 6a는, (예를 들어, 샘플(106)의 입자들로부터의 관심있는 샘플 광(122)과 연관된) CDER(104)을 통해 광의 PSF를 재성형하고 표면 헤이즈를 격리 또는 억제하기 위해, 본 명세서에서 이전에 설명된 수집 경로(124) 내의 선형 편광기(108) 및 위상 마스크(202)를 추가로 예시한다.

일부 실시예들에서, CDER(104)의 하나 이상의 컴포넌트는 공간적으로 변화하는 파장 플레이트(602)의 두께의 공간적 변동을 (적어도 선택된 공차 내에서) 보상하기 위해 공간적으로 변화하는 두께를 갖는다. 예를 들어, 도 6a는, CDER(104)이 Y 방향을 따라 편광된 광에 대해 π의 위상 편이를 도입하기 위해 X 방향을 따른 광축을 갖는 반파장 플레이트로부터 형성된 세그먼트(204)를 갖는 위상 마스크(202)(예를 들어, 도 2를 참조하여 위에서 설명된 바와 같은), 및 수집 경로(124)를 통해 전파되는 모든 광이 동일한 광학 경로 길이(예를 들어, 적어도 선택한 공차 내에서)를 따라 전파되도록 전파 방향을 따라 광학적으로 균질한 재료로부터 형성된 보상 플레이트를 포함하는 세그먼트(206)를 포함하는 비제한적 구성을 예시한다. 특히, 도 6a는 공간적으로 변화하는 파장 플레이트(602)의 공간적으로 변화하는 두께 프로파일을 보상하도록 설계된 두께 프로파일을 갖는 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 세그먼트(206)를 예시한다. 또 다른 예시로서, CDER(104)은 공간적으로 변화하는 파장 플레이트(602)의 공간적으로 변화하는 두께 프로파일을 보상하도록 설계된 두께 프로파일을 갖는 광학 균질 재료로 형성된 추가적인 보상 요소를 포함할 수 있다.

이 공간적으로 변화하는 파장 플레이트(602)는, 선형 편광들의 표면 헤이즈의 타원형 편광들의 둘 다의 변환을 제공하기 위해, 광축들의 두께 및 배향이 (예를 들어, 연속적으로 또는 세그먼트들 사이에서) 변화하는 복굴절 재료로서 세그먼트화된 파장 플레이트 또는 연속적으로 변화하는 파장 플레이트로 형성될 수 있다.

도 6b는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6a의 공간적으로 변화하는 파장 플레이트(602)를 통한 전파 후의 도 3a에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 6b에 예시된 바와 같이, 도 3a의 타원형 편광들은 동공 평면에 걸쳐 다양한 배향들을 갖는 선형 편광들로 변환된다. 도 6c는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6a의 광학 회전기(402)를 통한 전파 후의 도 6b에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 6c에서, 선형적으로 편광된 광의 배향들은 공통 헤이즈 배향 방향(예를 들어, 도 6c의 수평 방향)을 따라 배향된다. 도 6d는, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른, 도 6a의 선형 편광기(108)를 통한 전파 후의 도 6c에 예시된 표면 헤이즈 전계 분포의 플롯이다. 도 6d에 묘사된 바와 같이, 표면 헤이즈의 대부분이 선형 편광기(108)에 의해 감쇠되거나 전환되기 때문에, 강도가 매우 낮다.

이제 일반적으로 도 4a 내지 도 6d를 참조하면, 실질적으로 유사한 성능이 도 4a, 도 5a 및 도 6a에 예시된 상이한 설계들에 의해 달성될 수 있다는 점이 주목된다. 특히, 도 4e, 도 5c 및 6c는, 타원형으로 편광된 표면 헤이즈의 선형 편광들로의 변환 및 헤이즈 배향 방향(여기서는, 각각의 도면들에서의 수평 방향들)을 따른 표면 헤이즈의 정렬 둘 다를 예시한다. 유사하게, 도 4g, 도 5d 및 도 6d는 선형 편광기에 의한 표면 헤이즈의 실질적으로 유사한 억제를 예시한다. 따라서, 도 4j에 기초한 CDER(104)의 성능과 연관된 교시들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 도 5a 및 도 6a에 예시된 변형들을 포함하는 CDER(104)의 모든 변형들에 적용되거나 확장될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 4a 내지 도 6d 및 연관된 설명들은 예시적인 목적들로만 제공되며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 추가로 이해되어야 한다. 특히, 도 4a 내지 도 6c는 CDER(104)의 비제한적인 예시들을 나타낸다.

다시 도 1a를 참조하면, 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따라 입자 검출 시스템(100)의 다양한 추가 컴포넌트들이 더 상세히 설명된다.

일부 실시예들에서, 입자 검출 시스템(100)은 메모리 매체(138)(예를 들어, 메모리) 상에 유지되는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서(136)를 포함하는 제어기(134)를 포함한다. 또한, 제어기(134)는 입자 검출 시스템(100)의 임의의 컴포넌트들에 통신가능하게 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(134)의 하나 이상의 프로세서(136)는 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 임의의 다양한 프로세스 단계들을 실행할 수 있다. 예를 들어, 제어기(134)는, (예를 들어, 샘플(106)의 이미지와 연관된) 검출기(110)로부터의 데이터를 수신, 분석, 및/또는 프로세싱할 수 있다. 또 다른 예시로서, 제어기(134)는 제어 신호들을 사용하여 입자 검출 시스템(100)의 임의의 컴포넌트들을 제어하거나 그렇지 않으면 지향시킬 수 있다.

제어기(134)의 하나 이상의 프로세서(136)는 당업계에 알려진 임의의 프로세싱 요소를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서(136)는 알고리즘들 및/또는 명령어들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 타입 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세서(136)는, 데스크탑 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 바와 같은, 입자 검출 시스템(100)을 동작시키도록 구성된 프로그램을 실행시키도록 구성된 임의의 다른 컴퓨터 시스템(예를 들어, 네트워킹된 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. "프로세서"라는 용어는, 비일시적 메모리 매체(138)로부터 프로그램 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세싱 요소를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다는 것이 추가로 인식된다. 또한, 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 단계들은, 단일 제어기(134), 또는 대안적으로, 다수의 제어기들에 의해 수행될 수 있다. 추가적으로, 제어기(134)는 공통 하우징 또는 다수의 하우징들 내에 수용된 하나 이상의 제어기를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 임의의 제어기 또는 제어기들의 조합은 입자 검출 시스템(100)으로의 통합에 적합한 모듈로서 개별적으로 패키징될 수 있다.

메모리 매체(138)는 연관된 하나 이상의 프로세서(136)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어들을 저장하기에 적합한 당업계에 알려진 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(138)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 또 다른 예시로서, 메모리 매체(138)는, 이에 제한되는 것은 아니나, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있다. 메모리 매체(138)는 하나 이상의 프로세서(136)와 함께 공통 제어기 하우징에 수용될 수 있다는 것이 또한 주목된다. 일부 실시예들에서, 메모리 매체(138)는 하나 이상의 프로세서(136) 및 제어기(134)의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 제어기(134)의 하나 이상의 프로세서(136)는 네트워크(예를 들어, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스 가능한 원격 메모리(예를 들어, 서버)에 액세스할 수 있다. 따라서, 위의 설명은 본 발명에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되며 단지 예시일 뿐이다.

이제 도 7을 참조하면, 도 7은 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 입자 검출을 위한 방법(700)에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다. 출원인은, 입자 검출 시스템(100)의 맥락에서 본 명세서에서 이전에 설명된 실시예들 및 가능하게 하는 기술들이 방법(700)으로 확장되는 것으로 해석되어야 한다는 점에 주목한다. 그러나, 방법(700)은 입자 검출 시스템(100)의 아키텍처로 제한되지 않는다는 점이 또한 주목된다.

일 실시예에서, 방법(700)은 알려진 입사 각도에서 알려진 편광을 갖는 조명 빔에 응답하여 샘플의 표면(예를 들어, 표면 헤이즈)으로부터 산란된 광의 제1 전계 분포를 수신하는 단계(702)를 포함하고, 여기서 제1 전계 분포의 적어도 일부는 타원형으로 편광된 광을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 방법(700)은 조명 빔에 응답하여 샘플의 표면 상의 입자로부터 산란된 광의 제2 전계 분포를 수신하는 단계(704)를 포함한다.

예를 들어, 표면 헤이즈가, 표면 상의 입자들에 의해 산란된 광과는 상이한 이미징 시스템의 동공 평면에서의 전계 분포를 가질 수 있는 경우일 수 있다. 특히, 본 명세서에서는, 경사 입사 p-편광된 광에 의해 산란될 때 표면 헤이즈 및 입자 산란이 실질적으로 상이한 전계 분포들을 갖는다는 것이 인식된다.

또 다른 실시예에서, 방법(700)은 제1 전계 분포를 동공 평면에 걸쳐 완전 선형 편광들을 포함하도록 변환하는 것과, 동공 평면에 걸친 선형 편광들이 공통 배향 방향(예를 들어, 헤이즈 배향 방향)을 따라 정렬되는 것을 제공하는 것 둘 다를 위해, 이미징 시스템의 동공 평면에 배치하기에 적합한 하나 이상의 편광 제어 광학 요소(예를 들어, CDER(104))를 설계하는 단계(706)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 공통 배향 방향은 제2 전계 분포에서의 광의 편광 방향들과 실질적으로 상이하다. 이러한 방식으로, 제1 전계 분포는 조작되고 편광 제어 광학계를 사용하여 제2 전계 분포로부터 구별될 수 있다.

본 명세서에서는, 단계(706)에서 설계된 (예를 들어, CDER(104)을 형성하는) 편광 제어 광학 요소들은 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다양한 구성들로 제공될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 편광 제어 광학 요소들은, 제1 전계 분포와 연관된 광의 편광들을 제1 공통 배향 방향으로 회전시키는 제1 편광 회전기, 동공에 걸쳐 모든 편광들을 선형 편광들로 변환하는 1/4 파장 플레이트, 및 선형 편광들을 제1 공통 배향 방향과 동일하거나 상이할 수 있는 제2 공통 배향 방향으로 회전시키는 제2 편광 회전기를 포함할 수 있다. 또 다른 예시로서, 편광 제어 광학 요소들은 단일 편광 회전기와 1/4 파장 플레이트를 포함할 수 있으며, 여기서 단일 편광 회전기는 제1 전계 분포와 연관된 광의 편광들을 중간 분포로 회전시켜, 동공에 걸친 광이 1/4 파장 플레이트를 통해 전파된 후 선형으로 편광되는 것과 공통 배향 방향에 걸쳐 정렬되는 것을 둘 다 하게 한다. 추가 예시로서, 편광 제어 광학 요소들은 동공 평면에 걸쳐 분포된 다수의 세그먼트들을 포함하는 세그먼트화된 파장 플레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 세그먼트들 각각은 동공 평면 내의 광축, 및 세그먼트에 입사하는 광을 선형 편광으로 변환하는 것과, 추가로 선형 편광들이 다른 세그먼트들에 공통인 배향 방향을 따라 정렬되는 것을 제공하는 것 둘 다를 위해 구성되는 두께를 갖는 복굴절 재료로 형성될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 방법(700)은 선택된 배향 방향을 따라 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기와 동공 평면에 편광 제어 광학계를 갖는 이미징 시스템으로 샘플의 암시야 이미지를 생성하는 단계(708)를 포함하고, 여기서 암시야 이미지는 선형 편광기에 의해 패스된 광에 기초한다. 예를 들어, 편광기에 의해 패스된 광은 선택된 공차 내에서 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광에 대응할 수 있고, 여기서 표면 헤이즈는 억제되었다.

본 명세서에서 설명된 주제는 때때로 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 다른 컴포넌트들에 연결된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 이러한 묘사된 아키텍처들은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 실제로는 동일한 기능을 달성하는 다른 많은 아키텍처들이 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 개념적인 의미로, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트들의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 본 명세서에서 특정 기능을 달성하기 위해 결합되는 임의의 2개의 컴포넌트들은, 아키텍처들 또는 중간 컴포넌트들과 관계없이, 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관된" 것으로 볼 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 2개의 컴포넌트들은 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "연결" 또는 "결합"된 것으로도 볼 수 있으며, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트들은 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능"한 것으로도 볼 수 있다. 결합 가능한 것의 구체적인 예시들은, 이에 제한되는 것은 아니나, 물리적으로 상호작용 가능한 및/또는 물리적으로 상호 작용하는 컴포넌트들 및/또는 무선으로 상호 작용 가능한 및/또는 무선으로 상호 작용하는 컴포넌트들 및/또는 논리적으로 상호 작용 가능한 및/또는 논리적으로 상호 작용하는 컴포넌트들을 포함한다.

본 개시 및 그에 수반되는 많은 이점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 믿어지며, 개시된 주제로부터 벗어나지 않고 또는 그의 모든 재료적 이점들을 희생하지 않고, 컴포넌트들의 형태, 구성 및 배열에 다양한 변경들이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명하기 위한 것이며, 그러한 변경들을 포괄하고 포함하는 것이 다음의 청구항들의 의도이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (52)

1. 시스템에 있어서,
   조명 빔을 생성하도록 구성된 조명 소스;
   조명 방향을 따라 축외 각도에서 상기 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계(illumination optics);
   암시야 모드에서 상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 산란된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 수집 광학계(collection optics) - 상기 하나 이상의 수집 광학계에 의해 수집된 상기 샘플로부터의 산란된 광은 상기 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈(haze)를 포함하고, 상기 표면 헤이즈의 적어도 일부가 타원형 편광들을 가짐 - ;
   상기 하나 이상의 수집 광학계의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소 - 상기 하나 이상의 광학 요소는,
   상기 표면 헤이즈를 선택된 배향 방향으로 회전시키기 위해 제1 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 제1 편광 회전기(polarization rotator)로서, 상기 표면 헤이즈의 회전은 상기 선택된 배향 방향으로의 상기 타원형 편광들의 장축들의 회전을 포함하는 것인, 상기 제1 편광 회전기;
   상기 제1 편광 회전기로부터의 상기 표면 헤이즈를 선형 편광들로 변환하기 위한 1/4 파장 플레이트(quarter-wave plate); 및
   상기 1/4 파장 플레이트로부터 선택된 헤이즈 배향 방향으로 상기 표면 헤이즈의 선형 편광들을 회전시키기 위해 제2 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 제2 편광 회전기를 포함함 - ;
   상기 제2 편광 회전기로부터의 상기 표면 헤이즈를 거부(reject)하기 위해, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기; 및
   상기 선형 편광기에 의해 패스(pass)된 상기 샘플로부터의 산란된 광에 기초하여 상기 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기
   를 포함하고, 상기 선형 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광은 상기 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광의 적어도 일부를 포함하는 것인, 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 조명 광학계는 p-편광으로 상기 조명 빔을 상기 샘플로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 선형 편광기는,
   편광 빔 스플리터를 포함하며, 상기 편광 빔 스플리터는 제1 광학 경로를 따라 상기 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광을 지향시키고, 상기 편광기는 상기 제1 광학 경로와는 상이한 제2 광학 경로를 따라 상기 표면 헤이즈를 지향시키는 것인, 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 광학 경로를 따라 상기 표면 헤이즈에 기초하여 상기 샘플의 암시야 이미지를 생성하도록 구성된 추가 검출기를 더 포함하는, 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 편광 회전기 및 제2 편광 회전기 중, 적어도 하나는,
   세그먼트화된 반파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 세그먼트화된 반파장 플레이트는,
   상기 동공 평면 내에 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하는 선형으로 세그먼트화된 반파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 세그먼트들은 상기 동공 평면 내에서 상기 조명 방향과 직교하는 방향을 따라 분포되는 것인, 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 편광 회전기 및 상기 제2 편광 회전기 중, 적어도 하나는,
   대응하는 제1 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포 또는 제2 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광활성(optically-active) 재료를 포함하는 것인, 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 광활성 재료는 상기 하나 이상의 동공 평면 중 대응하는 동공 평면에 직교하는 광축(optic axis)으로 배향되는 것인, 시스템.
10. 제8항에 있어서, 상기 광활성 재료는,
    석영을 포함하는 것인, 시스템.
11. 제8항에 있어서, 상기 제1 편광 회전기 및 상기 제2 편광 회전기 중, 적어도 하나는,
    상기 광활성 재료를 통과하는 상기 표면 헤이즈의 광학 경로 길이들을 균등화(equalize)하기 위한 위상 보상기를 더 포함하는 것인, 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 위상 보상기는 상기 위상 보상기를 통한 전파 방향을 따라 광학 균질 재료로 형성되는 것인, 시스템.
13. 제11항에 있어서, 상기 위상 보상기는 상기 위상 보상기를 통한 전파 방향을 따라 상기 광활성 재료의 반대 핸디드니스(handedness)를 갖는 광활성 재료로 형성되는 것인, 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 수집 광학계의 상기 하나 이상의 동공 평면에 위치한 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    상기 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자로부터 산란된 광의 점 확산 함수(point spread function)를 재성형(reshape)하기 위해 수집 구역의 2개 이상의 동공 영역들 내에 광에 대한 상이한 위상 편이들을 제공하기 위한 위상 마스크를 더 포함하는 것인, 시스템.
15. 제14항에 있어서, 상기 위상 마스크는 상기 점 확산 함수에 중심 피크를 제공하기 위해 상기 샘플의 표면 상의 상기 하나 이상의 입자로부터 산란된 광의 점 확산 함수를 재성형하는 것인, 시스템.
16. 제1항에 있어서, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향은 상기 선택된 배향 방향에 평행한 것인, 시스템.
17. 제1항에 있어서, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향은 상기 선택된 배향 방향에 직교하는 것인, 시스템.
18. 시스템에 있어서,
    조명 빔을 생성하도록 구성된 조명 소스;
    조명 방향을 따라 축외 각도에서 상기 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계;
    암시야 모드에서 상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 산란된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 수집 광학계 - 상기 하나 이상의 수집 광학계에 의해 수집된 상기 샘플로부터의 산란된 광은 상기 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈를 포함하고, 상기 표면 헤이즈의 적어도 일부가 타원형 편광들을 가짐 - ;
    상기 하나 이상의 수집 광학계의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소 - 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    상기 표면 헤이즈를 선택된 배향 분포로 회전시키기 위해 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 편광 회전기로서, 상기 표면 헤이즈의 회전은 상기 선택된 배향 분포로의 상기 타원형 편광들의 장축들의 회전을 포함하는 것인, 상기 편광 회전기; 및
    상기 편광 회전기로부터의 표면 헤이즈를 선형 편광들로 변환하기 위한 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트를 포함하고, 상기 선형 편광들은 선택된 헤이즈 배향 방향을 따라 정렬됨 - ;
    상기 세그먼트화된 1/4 파장 플레이트로부터의 표면 헤이즈를 거부하기 위해, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기; 및
    상기 선형 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광에 기초하여 상기 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기
    를 포함하고, 상기 선형 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광은 상기 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광의 적어도 일부를 포함하는 것인, 시스템.
19. 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 조명 광학계는 p-편광으로 상기 조명 빔을 상기 샘플로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
20. 제18항에 있어서, 상기 선형 편광기는,
    편광 빔 스플리터를 포함하며, 상기 편광 빔 스플리터는 제1 광학 경로를 따라 상기 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광을 지향시키고, 상기 편광기는 상기 제1 광학 경로와는 상이한 제2 광학 경로를 따라 상기 표면 헤이즈를 지향시키는 것인, 시스템.
21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 광학 경로를 따라 상기 표면 헤이즈에 기초하여 상기 샘플의 암시야 이미지를 생성하도록 구성된 추가 검출기를 더 포함하는, 시스템.
22. 제18항에 있어서, 상기 편광 회전기는,
    세그먼트화된 반파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 세그먼트화된 반파장 플레이트는,
    상기 동공 평면 내에 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하는 선형으로 세그먼트화된 반파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
24. 제23항에 있어서, 상기 복수의 세그먼트들은 상기 동공 평면 내에서 상기 조명 방향과 직교하는 방향을 따라 분포되는 것인, 시스템.
25. 제18항에 있어서, 상기 편광 회전기는,
    대응하는 제1 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포 또는 제2 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광활성 재료를 포함하는 것인, 시스템.
26. 제25항에 있어서, 상기 광활성 재료는 상기 하나 이상의 동공 평면 중 대응하는 동공 평면에 직교하는 광축으로 배향되는 것인, 시스템.
27. 제25항에 있어서, 상기 광활성 재료는,
    석영을 포함하는 것인, 시스템.
28. 제25항에 있어서, 상기 편광 회전기는,
    상기 광활성 재료를 통과하는 상기 표면 헤이즈의 광학 경로 길이들을 균등화하기 위한 위상 보상기를 더 포함하는 것인, 시스템.
29. 제28항에 있어서, 상기 위상 보상기는 상기 위상 보상기를 통한 전파 방향을 따라 광학 균질 재료로 형성되는 것인, 시스템.
30. 제28항에 있어서, 상기 위상 보상기는 상기 위상 보상기를 통한 전파 방향을 따라 상기 광활성 재료의 반대 핸디드니스를 갖는 광활성 재료로 형성되는 것인, 시스템.
31. 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 수집 광학계의 상기 하나 이상의 동공 평면에 위치한 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    상기 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자로부터 산란된 광의 점 확산 함수를 재성형하기 위해 수집 구역의 2개 이상의 동공 영역들 내에 광에 대한 상이한 위상 편이들을 제공하기 위한 위상 마스크를 더 포함하는 것인, 시스템.
32. 제31항에 있어서, 상기 위상 마스크는 상기 점 확산 함수에 중심 피크를 제공하기 위해 상기 샘플의 표면 상의 상기 하나 이상의 입자로부터 산란된 광의 점 확산 함수를 재성형하는 것인, 시스템.
33. 제18항에 있어서, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향은 상기 선택된 배향 방향에 평행한 것인, 시스템.
34. 제18항에 있어서, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향은 상기 선택된 배향 방향에 직교하는 것인, 시스템.
35. 시스템에 있어서,
    조명 빔을 생성하도록 구성된 조명 소스;
    조명 방향을 따라 축외 각도에서 상기 조명 빔을 샘플로 지향시키기 위한 하나 이상의 조명 광학계;
    암시야 모드에서 상기 조명 빔에 응답하여 상기 샘플로부터의 산란된 광을 수집하기 위한 하나 이상의 수집 광학계 - 상기 하나 이상의 수집 광학계에 의해 수집된 상기 샘플로부터의 산란된 광은 상기 샘플의 표면으로부터 산란된 광과 연관된 표면 헤이즈를 포함하고, 상기 표면 헤이즈의 적어도 일부가 타원형 편광들을 가짐 - ;
    상기 하나 이상의 수집 광학계의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소 - 상기 하나 이상의 광학 요소는,
    상기 표면 헤이즈를 선형 편광들로 변환하기 위해 상기 하나 이상의 수집 광학계의 동공 평면에 위치한 공간적으로 변화하는 파장 플레이트; 및
    상기 공간적으로 변화하는 파장 플레이트로부터의 표면 헤이즈를 선택된 배향 분포로 회전시키기 위해, 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하는 편광 회전기를 포함하고, 상기 표면 헤이즈의 회전은 선택된 헤이즈 배향 방향으로의 상기 타원형 편광들의 장축들의 회전을 포함함 - ;
    상기 편광 회전기로부터의 표면 헤이즈를 거부하기 위해, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향에 평행하게 편광된 광을 거부하도록 정렬된 선형 편광기; 및
    상기 선형 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광에 기초하여 상기 샘플의 암시야 이미지를 생성하기 위한 검출기
    를 포함하고, 상기 선형 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광은 상기 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자에 의해 산란된 광의 적어도 일부를 포함하는 것인, 시스템.
36. 제35항에 있어서, 상기 공간적으로 변화하는 파장 플레이트는,
    연속적으로 변화하는 파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
37. 제35항에 있어서, 상기 공간적으로 변화하는 파장 플레이트는,
    세그먼트화된 파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
38. 제35항에 있어서, 상기 하나 이상의 조명 광학계는 p-편광으로 상기 조명 빔을 상기 샘플로 지향시키도록 구성되는 것인, 시스템.
39. 제35항에 있어서, 상기 선형 편광기는,
    편광 빔 스플리터를 포함하며, 상기 편광 빔 스플리터는 제1 광학 경로를 따라 상기 편광기에 의해 패스된 상기 샘플로부터의 산란된 광을 지향시키고, 상기 편광기는 상기 제1 광학 경로와는 상이한 제2 광학 경로를 따라 상기 표면 헤이즈를 지향시키는 것인, 시스템.
40. 제39항에 있어서,
    상기 제2 광학 경로를 따라 상기 표면 헤이즈에 기초하여 상기 샘플의 암시야 이미지를 생성하도록 구성된 추가 검출기를 더 포함하는, 시스템.
41. 제35항에 있어서, 세그먼트화된 반파장 플레이트는,
    상기 동공 평면 내에 분포된 복수의 세그먼트들을 포함하는 선형으로 세그먼트화된 파장 플레이트를 포함하는 것인, 시스템.
42. 제41항에 있어서, 상기 복수의 세그먼트들은 상기 동공 평면 내에서 상기 조명 방향과 직교하는 방향을 따라 분포되는 것인, 시스템.
43. 제35항에 있어서, 상기 편광 회전기는,
    대응하는 제1 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포 또는 제2 공간적으로 변화하는 편광 회전 분포를 제공하기 위해 공간적으로 변화하는 두께를 갖는 광활성 재료를 포함하는 것인, 시스템.
44. 제43항에 있어서, 상기 광활성 재료는 상기 하나 이상의 동공 평면 중 대응하는 동공 평면에 직교하는 광축으로 배향되는 것인, 시스템.
45. 제43항에 있어서, 상기 광활성 재료는,
    석영을 포함하는 것인, 시스템.
46. 제43항에 있어서, 상기 편광 회전기는,
    상기 광활성 재료를 통과하는 상기 표면 헤이즈의 광학 경로 길이들을 균등화하기 위한 위상 보상기를 더 포함하는 것인, 시스템.
47. 제46항에 있어서, 상기 위상 보상기는 상기 위상 보상기를 통한 전파 방향을 따라 광학 균질 재료로 형성되는 것인, 시스템.
48. 제46항에 있어서, 상기 위상 보상기는 상기 위상 보상기를 통한 전파 방향을 따라 상기 광활성 재료의 반대 핸디드니스를 갖는 광활성 재료로 형성되는 것인, 시스템.
49. 제35항에 있어서, 상기 하나 이상의 수집 광학계의 하나 이상의 동공 평면에 위치한 하나 이상의 광학 요소는,
    상기 샘플의 표면 상의 하나 이상의 입자로부터 산란된 광의 점 확산 함수를 재성형하기 위해 수집 구역의 2개 이상의 동공 영역들 내에 광에 대한 상이한 위상 편이들을 제공하기 위한 위상 마스크를 더 포함하는 것인, 시스템.
50. 제49항에 있어서, 상기 위상 마스크는 상기 점 확산 함수에 중심 피크를 제공하기 위해 상기 샘플의 표면 상의 상기 하나 이상의 입자로부터 산란된 광의 점 확산 함수를 재성형하는 것인, 시스템.
51. 제35항에 있어서, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향은 상기 선택된 배향 방향에 평행한 것인, 시스템.
52. 제35항에 있어서, 상기 선택된 헤이즈 배향 방향은 상기 선택된 배향 방향에 직교하는 것인, 시스템.

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