CN111164727A - 用于晶圆检查的高级充电控制器的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于光束的高级充电控制的系统和方法。该系统包括：激光源，包括用于发射束的激光二极管；以及束均匀器，用于均匀所发射的束。系统和方法还包括：束成形器，被配置为使用变形棱镜组对发射的束进行整形；以及驱动器，被配置为将成形的束引导到晶圆上的指定位置，其中激光源、束成形器和驱动器同轴对准。

Description

用于晶圆检查的高级充电控制器的方法和设备

相关申请的交叉参考

本申请要求于2017年9月29日提交的美国申请62/566,212的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及带电粒子束领域，更具体地，涉及带电粒子检测的方法和设备。

背景技术

在集成电路(IC)的制造工艺中，对未完工或完工的电路部件进行检查，以确保其按设计制造且无缺陷。利用光学显微镜的检查系统通常具有达到几百纳米的分辨率，并且分辨率受到光的波长的限制。随着IC部件的物理尺寸不断减小到100纳米甚至10纳米以下，需要比光学显微镜具有更高分辨率的检查系统。

带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))能够使分辨率小于纳米，用作用于检查检查特征尺寸小于100纳米的IC部件的实用工具。利用SEM，单个初级电子束的电子或多个初级电子束的电子可聚焦在被检查晶圆的预定扫描位置处。初级电子与晶圆相互作用，并且可以被反向散射或者会使得晶圆发射次级电子。包括反向散射电子和次级电子的电子束的强度可基于晶圆的内部和/或外部结构的特性而变化，并由此指示晶圆是否具有缺陷。

然而，典型的电子束检查工具很难检测多种类型的晶圆缺陷，从而限制了电子束检查工具的有效性。改进缺陷检测的一种方式是使用激光束照射来激活晶圆。对于这种类型的照射，激光束的有效控制存在困难。如本文所述的解决方案可以在检查期间改进晶圆的控制和照射。

发明内容

本公开的实施例涉及用于晶圆检查的高级充电控制器(advanced chargecontroller)和控制激光束照射的方法。根据本公开的实施例包括用于光束的高级充电控制的系统和方法，包括用于均匀所发射束的束均匀器、被配置为使用变形(anamorphic)棱镜组对所发射束成形的束成形器以及被配置为将成形束引导到晶圆上的指定位置的驱动器，其中激光源、束成形器和驱动器同轴对准。

根据本公开的实施例还包括其中的激光源是激光二极管并且其中的激光源是准直激光的系统。另外，实施例包括变形棱镜组，其包括两个或更多个棱镜的组。在一些实施例中，两个或更多个棱镜具有相同的几何结构。在其它实施例中，两个或更多个棱镜具有不同的实施例。根据本公开的实施例还包括束均匀器，其是基于球面像差的束均匀器或微透镜束均匀器。

根据本公开的进一步实施例通过修改束的尺寸和纵横比来进一步对束进行成形。本公开还包括进入和离开棱镜组的束同轴对准的实施例。

根据本公开的系统和方法还包括驱动器，其包括用于引导束的一个或多个楔状件或者一个或多个板。根据本公开的实施例包括用于反射来自驱动器的束的反射镜，使得束以基本为圆形的截面与晶圆相交。此外，反射镜可以成角以使反射束以大约76°的角度与晶圆相交。

所公开实施例的附加目的和优点将在以下描述中部分阐述，并且部分将从描述中显而易见，或者可以通过实施例的实践来学习。所公开实施例的目的和优点可以通过权利要求中阐述的元件和组合来实现和获得。

应当理解，如所声明的，上面的一般描述和以下的详细描述都是示例性的和说明性的，并且不限制所公开的实施例。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。

图2是示出根据本公开的实施例的可作为图1的示例性电子束检查的一部分的示例性电子束工具的示意图。

图3A-图3C是示出根据本公开的实施例的用于晶圆照射的示例性高级充电控制器的示图。

图4A-图4C是示出根据本公开的实施例的用于晶圆照射的示例性高级充电控制器的示图。

图5A-图5D是根据本公开的实施例的示例性束分布。

图6A-图6E是根据本公开的实施例的示例性变形棱镜对。

图7A-图7D是根据本公开的实施例的示例性变形棱镜对。

图8是根据本公开的实施例的转向楔状件。

图9是示出根据本公开的实施例的用于控制照射束的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下说明参照附图，除非另有说明，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元素。示例性实施例的下列描述中阐述的实施并不表示根据本发明的所有实施。相反，它们仅仅是与所附权利要求中引用的根据本发明相关的方面的设备和方法的示例。

本公开的实施例涉及用于晶圆检查的高级充电控制器和控制激光束照射的方法。根据本公开的实施例包括用于光束的高级充电控制的系统和方法，包括用于均匀所发射束的束均匀器、被配置为使用变形棱镜组对发射束进行成形的束成形器以及被配置为将成形束引导到晶圆上的指定位置的驱动器，其中激光源、束成形器和驱动器同轴对准。

所描述的实施例允许有效照射晶圆以供检查。如本文所述，根据本公开的实施例可包括光源，诸如激光发射二极管。这种激光可具有高斯强度分布，这不太适合用于照射晶圆进行检查的预期目的。因此，所述实施例可使用各种类型的束均匀器来处理激光束，并将束转换成均匀强度分布。然后，经过处理的激光可通过一系列变形棱镜发送，这些棱镜以精确的顺序反射和折射激光束以修改激光束的大小和形状。例如，本文描述的实施例可使用棱镜布置，以将束成形为变形纵横比，同时放大束。然后，束可被传送到束转向系统，该系统包括用于将束反射到晶圆上的板或楔状件以及反射镜。楔状件或板可以旋转以移动束的路径。根据位移，束将从反射镜反射并照射晶圆的一部分以供检查。当检查晶圆的不同区域时，束转向板或楔状件可以移动，使得束斑移动到晶圆上的适当位置。此外，可以对反射镜进行角度调整，以创建最佳布鲁斯特角，从而最大化晶圆对束的吸收。另外，由于反射镜以一定角度反射束，因此反射束在与晶圆相交时的纵横比可以从由棱镜组创建的变形纵横比拉伸到圆形截面。

使用棱镜来成形束可以通过消除移动部分以及束移动或可被调整的轴或尺寸的数量使整个系统的复杂性最小化。根据本公开的棱镜组可以在单轴上改变和成形束。这可以简化对准，因为束的移动只需要在单轴上进行控制。此外，限制束移动的轴可以简化制造并且最小化总体实施例的空间要求。此外，这些实施例可允许进入和离开棱镜组的束分别同轴对准，进一步简化其他部件的制造和对准。

如本文所使用的，除非另有特别说明，否则术语“或”包括所有可能的组合，不可行除外。例如，如果声明数据库可包括A或B，则除非特别声明或不可行，否则该数据库可包括A、B或A和B。作为第二示例，如果声明数据库可包括A、B或C，则除非特别声明或不可行，否则该数据库可包括A、或B、或C或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。

现在将详细参考附图中示出的示例实施例。尽管以下实施例是在用于晶圆检查的高级充电控制的上下文中描述的，但是本公开并不限于此。其他类型的束充电控制也可以同样应用。

图1示出了根据本公开实施例的示例性电子束检查(EBI)系统100。如图1所示，EBI系统100包括主腔室101、加载/锁定腔室102、电子束工具104和设备前端模块(EFEM)106。电子束工具104位于主腔室101内。EFEM 106包括第一加载端口106a和第二加载端口106b。EFEM 106可包括附加加载端口。第一加载端口106a和第二加载端口106b接收包含晶圆(例如，半导体晶圆或由其他材料制成的晶圆)或待检样品(晶圆和样品在下文统称为“晶圆”)的晶圆盒。

EFEM 106中的一个或多个机械臂(未示出)将晶圆运输至加载/锁定腔室102。加载/锁定腔室102连接至加载/锁定真空泵系统(未示出)，该系统移除加载/锁定腔室102中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将晶圆从加载/锁定腔室102运输到主腔室101。主腔室101连接至主腔室真空泵系统(未示出)，该系统移除主腔室101中的气体分子以达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，通过电子束工具104检查晶圆。

现在参考图2，图2示出了根据本公开的实施例的电子束工具104的示例性部件。如图2所示，电子束工具104包括载物台200和由载物台200支撑的晶圆保持架202，以保持待检查的晶圆203。电子束工具104还包括物镜组件204、电子检测器206(包括电子传感器表面206a和206b)、物镜孔径208、聚光透镜210、束限制孔径212、枪孔径214、阳极216和阴极218。在一个实施例中，物镜组件204可以包括改进的摆动减速浸入物镜(SORIL)，其包括极片204a、控制电极204b、偏转器204c和激励线圈204d。电子束工具104还可以包括能量色散X射线光谱仪(EDS)检测器(未示出)以表征晶圆上的材料。

通过在阳极216和阴极218之间施加电压，初级电子束220从阴极218发射。初级电子束220穿过枪孔径214和束限制孔径212，二者都可以确定进入位于束限制孔径212下方的聚光透镜210的电子束的尺寸。聚光透镜210在束进入物镜孔径208之前聚焦初级电子束220，以在进入物镜组件204之前设置电子束的大小。偏转器204c偏转初级电子束220以便于在晶圆上进行束扫描。例如，在扫描处理中，可以控制偏转器204c，以在不同的时间点将初级电子束220顺序偏转到晶圆203的顶面的不同位置，从而为晶圆203的不同部分的图像重建提供数据。此外，还可以控制偏转器204c，以在不同的时间点将初级电子束220偏转到晶圆203的不同侧面的特定位置，从而为该位置的晶圆结构的立体图像重建提供数据。此外，在一些实施例中，阳极216和阴极218可被配置为生成多个初级电子束220，并且电子束工具104可包括多个偏转器204c，以同时将多个初级电子束220投射到晶圆的不同部分/侧面，从而为晶圆203的不同部分的图像重建提供数据。

激励线圈204d和极片204a生成磁场，该磁场开始于极片204a的一端并且在极片204a的另一端终止。晶圆203被初级电子束220扫描的部分可浸入磁场并且可以带电，这又会创建电场。电场在与晶圆碰撞之前降低了晶圆表面附近撞击初级电子束220的能量。控制电极204b与极片204a电隔离，控制晶圆上的电场以防止晶圆的微拱起并确保适当的束聚焦。

在接收到初级电子束220后，可以从晶圆203的部分发射次级电子束222。次级电子束222可以在电子检测器206的传感器表面206a和206b上形成束斑(例如，束斑240a和240b中的一个)。电子检测器206可生成表示束斑强度的信号(例如，电压、电流等)，并将该信号提供给处理系统(图2中未示出)。次级电子束222的强度和由此产生的束斑可根据晶圆203的外部和/或内部结构而变化。此外，如上所讨论的，初级电子束220可投射到晶圆顶面的不同位置和/或晶圆在特定位置的不同侧面，以生成不同强度的次级电子束222(和由此产生的束斑)。因此，通过将束斑的强度与晶圆203的位置映射，处理系统可重建反映晶圆203的内部和/或外部结构的图像。

电子束工具104还可以包括高级充电控制器230。高级充电控制器230可包括光源230a、束均匀器230b、光束230f、束成形器230c、束转向楔状件230d和反射镜230e。下面更详细地描述高级充电控制器230的这些特征中的每一个。高级充电控制器230可将照射束引导到晶圆203上的斑。照射被检查晶圆上的斑可改进晶圆203上的缺陷的缺陷检测。

图3A-图3C是根据本公开实施例的用于在检查期间照射晶圆的示例性高级充电控制器300的不同示图。图3A是高级充电控制器300的透视图。图3B是高级充电控制器300的侧视图。图3C是高级充电控制器300的前视图。

高级充电控制器300可包括光源301。在一些实施例中，光源301可以是激光二极管。在其它实施例中，光源301可以是任何类型的激光或光纤照射。光源301可以为高级充电控制器300发射束302。束302可以是高斯束。

不同的光源也可以产生具有不同形状的束302。在一些实施例中，光源301可以是产生具有3:2纵横比的高斯束302的激光二极管。这种类型的束具有与下面更详细描述的图5A-图5D所示类似的分布。

在光源301发射束302之后，束302可通过束均匀器305。束均匀器305可将束302的高斯强度分布转换为下面更详细描述的图5A-图5D所示的均匀强度分布。

在一些实施例中，束均匀器305可以是基于微透镜的束均匀器。基于微透镜的束均匀器可以使用微透镜阵列(诸如由Edmund Optics或Linos制造的微透镜阵列)，以将高斯束302划分为多个束。然后，这些束可通过附加微透镜和球面透镜，以将多个束组合成具有均匀强度分布的单束302。

在一些实施例中，束均匀器305可以是基于球面像差的束均匀器。基于球面像差的束均匀器可以使用彼此面对的多个非球面透镜，以将高斯输入束转换成均匀的输出分布。当高斯束进入第一非球面透镜时，束的发散部分被重定向到第二非球面透镜，第二非球面透镜将束路径标准化为具有均匀强度分布的束302。在图5A-图5D中示出了这些分布差异的示例。

图5A-图5D示出了束302通过束均化器305之前和之后的束302的各种分布。图5A是束302的垂直束分布，以及图5B是束302的平行束分布。图5A-图5B所示的束302的倾斜分布表示强度从光源301发射的高斯束302的中心的发散或衰减。这是束302的光线从光源301发射时不完全平行的结果。高斯束302的垂直分布(如图5A所示)和平行分布(如图5B所示)可具有不同的发散量。例如，束302的垂直分布可具有16°的发散角，而平行分布可具有10°的发散角。发散的这种差异可指示由光源301发射的束的椭圆截面。

束均匀器305将图5A-图5B所示的高斯分布转换为图5C-图5D所示的平顶分布。与图5A-图5B中的分布相似，图5C所示的束302的平顶垂直分布可具有与图5D所示的束302的平顶平行分布不同的宽度。宽度的这种差异可表示变形的高斯束302在通过束均匀器305之后保持其变形纵横比。图5C-图5D所示束302的平顶分布表示束302在通过束均匀器305之后的均匀强度分布。束302的均匀强度可以根据图3A-图3C的高级充电控制器300提供晶圆的更好照射。

返回参考图3A-图3C，束302可离开束均匀器305并进入包括棱镜310和棱镜312的同轴束成形器。棱镜310和棱镜312可形成用于对束302进行成形的棱镜组。高级充电控制器300不限于棱镜310和棱镜312。棱镜310和棱镜312是示例性的。可以使用任何棱镜对或者一个或多个棱镜的棱镜组。

此外，输入到棱镜310的束302可与离开棱镜312的束302同轴对准。如图3B-图3C所示，束302进入棱镜组并且在同一平面中离开棱镜组。下面参照图6更详细地描述棱镜310和棱镜312的几何结构。在一些实施例中，棱镜310和棱镜312可以是相同的几何结构。

随着束302移动通过棱镜310和棱镜312，棱镜310和棱镜312可以反射和折射束302以放大束302和/或修改束302的形状。在一些实施例中，棱镜310和棱镜312可以将束302成形为具有椭圆截面而不是圆形截面的变形形状。折射量可取决于棱镜的折射率。例如，棱镜310和棱镜312的折射率可以为1.785。

图6A-图6E是根据本公开实施例的包括变形棱镜的示例性棱镜组。图6A-图6E可表示包含棱镜310和312的棱镜组。图6A可表示棱镜310和棱镜312的自顶向下视图。图6B可表示棱镜310和棱镜312的布置的侧视图。棱镜310和棱镜312可以在不同定向上是相同的棱镜形状。以根据本公开实施例的方式，图6A-图6B表示棱镜310和312的示例性测量以及棱镜310和312的布置的示例性测量。基于图6A-图6B所示的棱镜310和312的布置和几何结构，例如，棱镜310和棱镜312的折射率可以为1.785，并使束302放大3.06倍。此外，折射和反射可使得束302具有4:1的纵横比。通过修改棱镜310和棱镜312的束几何结构和折射率，可以实现不同的纵横比和放大量。束的变化量取决于许多因素，包括束与棱镜不同表面相交时的入射角。

图6C-图6D是包含棱镜310和棱镜312的示例性变形棱镜组的附加示图。棱镜310和棱镜312可进一步分别在每个棱镜的一些表面上包括反射镜或反射涂层。在一些实施例中，棱镜310和棱镜312可具有相同的几何结构并且具有相同的反射镜涂层位置。反射涂层可反射束302，来代替允许光束302离开或进入棱镜。通过以特定方式对准棱镜和反射镜涂层(例如，如图6A-图6D所示)，包括棱镜310和棱镜312的棱镜组可以在束302通过棱镜组时对束302进行成形，使得例如扩大束截面，同时保持束302在进入和离开棱镜310和棱镜312时的同轴对准。图6A-图6D以及棱镜310和棱镜312是示例性的。可以使用不同的棱镜几何结构来实现束302的相同修改，同时还保持同轴对准。此外，不同的棱镜几何结构或材料可导致束302的不同放大率和纵横比，以优化不同应用的束。

图6E是包含棱镜310和棱镜312的示例性变形棱镜组的附加示图。图6E可表示束通过棱镜310和312的路径。此外，图6E可以示出束的宽度δ在通过棱镜310和312之后被放大到宽度δ″所发生的放大。此外，图6E可以示出棱镜310和312的用于计算束通过棱镜310和312的放大的相关属性。例如，可使用以下一组数学关系来计算束的放大率：

i+j＝α

90+λ＝β

2λ＝i

使用棱镜310和312中的测量角度，例如如图6A-图6D和图6E所示，由棱镜310和312引起的束的放大可使用上述数学关系来计算。

参考图3A-图3C，在束302离开棱镜312之后，束302可通过转向楔状件320和322。转向楔状件320和322可以是可独立移动的透明材料板。在一些实施例中，转向楔状件320和322可以是使用板的折射率来移动束302的位置的平面平行板。在其他实施例中，可以使用不同的转向机构(诸如束位移光学器件或圆楔形棱镜)来完成束转向。使用平面平行板可允许如参照图8所描述的束302的位移，这在下面进行更详细的描述。通过移动束302的位置，转向楔状件320和322可以改变束302的位置。通过旋转转向楔状件320和322，高级充电控制器300可移动光束302的位移和晶圆340的目标特定部分以用于照射(下面更详细地进行描述)。

此外，束转向楔状件320和322可被配置为仅在一个轴上旋转。这可以降低转向楔状件320和322的复杂性，同时仍然允许有效地定位束302。

图8是根据本公开的实施例的示例性转向楔状件320。应理解，如图8所示的转向楔状件可以与转向楔状件320相同。如图8所示，束302可以角度Θ进入转向楔状件320，并且以位移Δy离开转向楔状件320。位移Δy可使用公式

来计算，其中，Θ_t是转向楔状件320的倾斜角度，以及n是玻璃板的折射率。利用该公式，高级充电控制器300可计算束302通过转向楔状件320时的位移。

返回参考图3A-图C，束302可离开转向楔状件322并与反射镜330相交。反射镜330可将束302反射到晶圆340。束302可以在点345处与晶圆340相交。随着转向楔状件320和322的移动，束302的位移改变，影响晶圆340上的点345的位置。反射镜330可被定向为反射束302，使得束302在点345处以大约76°的布鲁斯特角与晶圆340相交。在大约76°的布鲁斯特角下，可以实现光的最大吸收，从而允许晶圆340的最佳照射。应理解，尽管实现布鲁斯特角是最佳的，但在一些实施例中，约66°到86°范围内的角对于在检查期间提供晶圆的照射是有效的。

此外，来自棱镜312的束302的形状可以适当的纵横比成形，使得反射镜330的反射可导致圆柱点345。例如，反射镜330可被布置为使放大因数约为4。在该示例中，具有4:1纵横比的输入束302将导致反射镜330的反射，并且基于放大因数，在晶圆340上引起圆点345。如果期望椭圆点345，可以调整棱镜310和棱镜312，使得束302的形状在束302从反射镜330反射之后产生椭圆纵横比。

图4A-图4C是根据本公开实施例的用于在检查期间照射晶圆的示例性高级充电控制器400的不同示图。

图4A-图4C中的高级充电控制器400包括光源301、束302、束均匀器305、转向楔状件320、转向楔状件322、反射镜330、晶圆340和点345。这些部件中的每一个都可与上面相对于图3A-图3C中所示的高级充电控制器300描述的部件相同。这些部件可具有与图3A-图3C所描述相同的规则、描述和功能。高级充电控制器400可在其棱镜组中具有与高级充电控制器300不同的棱镜。这可以高级充电控制器400产生与高级充电控制器300不同的束302的成形。因此，高级充电控制器400可以是改变棱镜组以获得不同束成形结果的示例。因此，改变棱镜组可允许高级充电控制器300和高级充电控制器400适应不同的应用或配置。

高级充电控制器400可包括棱镜410和棱镜412。与高级充电控制器300中的棱镜310和棱镜312不同，棱镜410和棱镜412可以是不同的形状。与高级充电控制器300类似，棱镜410和棱镜412可以在保持束302的同轴对准的同时放大束302并修改束302的形状。

此外，高级充电控制器400不限于棱镜410和棱镜412。棱镜410和棱镜412是示例性的。任何棱镜对或者一个或多个棱镜的棱镜组可用于实现类似的结果。

此外，输入到棱镜410的束302可与离开棱镜412的束302同轴对准。如图4B-图4C所示，束302进入棱镜组并在同一平面中离开棱镜组。下面参照图7A-图7C更详细地描述棱镜410和棱镜412的几何结构。在一些实施例中，棱镜410和棱镜412可以是不同的几何形状。具有不同的几何形状可以简化棱镜410和棱镜412的布置，但是会增加制造要求。通过利用不同的几何结构，棱镜410和棱镜412可实现所需的束形状，但也允许高级充电控制器400满足不同的约束，诸如图1的电子束工具104内的物理空间限制。

当束302移动通过棱镜410和棱镜412时，棱镜410和棱镜412可反射和折射束302，以放大束302和/或修改束302的形状。在一些实施例中，棱镜410和棱镜412可将束302成形为具有椭圆截面的变形形状。应用于束302的反射和折射的量和序列可以控制由棱镜410和棱镜412产生的特定的纵横比和放大率。

图7A-图7D是根据本公开实施例的示例性变形棱镜。图7A-图7D可表示包含棱镜410和412的棱镜组。图7A可表示棱镜410和棱镜412及其布置的自顶向下视图。图7B可表示棱镜410和棱镜412及其布置的侧视图。如图7A-图7C所示，棱镜410和棱镜412可以是不同的棱镜形状。以根据本公开实施例的方式，图7A-图7C表示棱镜410和412的示例性测量以及棱镜410和412的布置的示例性测量。基于图7A-图7B所示的棱镜410和412的布置和几何结构，例如，棱镜410和棱镜412的折射率可以为1.60，并使束302放大2.83倍。此外，折射和反射可使得束302具有4:1的纵横比。

图7C是包含棱镜410和棱镜412的示例性变形棱镜组的附加示图。棱镜410和棱镜412可进一步在其中一个棱镜或两个棱镜的一些表面上包括反射镜或反射涂层。反射涂层可将束302反射回棱镜内，来代替允许束302离开棱镜。通过以特定方式对准棱镜和反射镜涂层(例如，如图7A-图7C所示)，包括棱镜410和棱镜412的棱镜组可以在束302移动通过棱镜组时对束302进行成形，例如在保持束302进入和离开棱镜410和棱镜412的同轴对准的同时增加束截面。图7A-图7C以及棱镜410以及棱镜412是示例性的。不同的棱镜几何结构可用于在同轴对准中实现束302的相同修改。

图7D是包含棱镜410和棱镜412的示例性变形棱镜组的附加示图。

图7D可以表示束通过棱镜410和412的路径。另外，图7D可示出束的宽度δ在通过棱镜410和412之后被放大到宽度δ′所发生的放大。此外，图7D可以示出棱镜410和412的用于计算束通过棱镜410和412的放大的相关属性。例如，可使用以下一组数学关系来计算束的放大率：

i＝α+j

sin(90-α)＝n sinj

90-γ+β＝i

sin(γ)＝n sinβ

使用棱镜410和412中的测量角度，例如，如图7A-图7C和图7D所示，由棱镜410和412引起的束的放大可使用上述数学关系来计算。

图9是示出根据本公开实施例的用于照射束的高级充电控制的示例性方法900的流程图。应容易理解，所示过程可以被改变以删除步骤或进一步包括附加步骤。例如，方法900可通过图1的电子束工具104结合用于高级充电控制的系统(例如，图3A-图3C或图4A-图4C的高级充电控制器300或400)来执行。

方法900开始于从光源(例如，从图3A-图3C和图4A-图4C的光源301)发射束(步骤910)。在一些实施例中，光源(例如，光源301)可以是激光二极管、另一种类型的激光器或光纤照射。光源可发射高斯束(例如，束302)。

系统可使用束均匀器(例如，图3A-图3C或图4A-图4C的束均匀器305)处理束(步骤920)。该系统可以通过例如使用基于微透镜的束均匀器或基于球面像差的束均匀器来处理束，以消除非均匀高斯强度。使用束均匀器处理束可以将高斯束转换为平顶分布。

在处理束之后，系统可使用棱镜组(例如，图3A-图3C和图6A-图6D中的棱镜310和棱镜312，或者图4A-图4C和图7A-图7C中的棱镜410和棱镜412)来对束进行成形(步骤930)。对束进行成形可导致变形束形状和放大的束分布。用于成形的棱镜可被布置为使得束进入和离开棱镜组的点同轴对准。

在束成形之后，系统可将束引导到束转向板或楔状件(例如，图3A-图3C和图4A-图4C中的束转向楔状件320和322)(步骤940)。使用束转向板，系统可移动束(步骤950)。束的位移可使用公式

来计算，其中，Θ_t是转向楔状件的倾斜角，n是转向楔状件的折射率，以及Δy是束的位移。

在束位移之后，系统可将束反射到晶圆(例如，使用图3A-图3C和图4A-图4C中的反射镜330)(步骤960)。反射的角度可被配置为使束以大约76°的布鲁斯特角与晶圆相交，以优化束的吸收。如上所讨论的，在一些实施例中，大约66°到86°范围内的角度也可以提供晶圆的有效照射。此外，反射镜的反射会使得变形束以圆形或椭圆截面与晶圆相交。

可使用以下条款进一步描述实施例：

1.一种用于光束的高级充电控制的系统，该系统包括：

激光源，用于发射束；

束均匀器，用于对发射的束进行均匀；

束成形器，被配置为使用变形棱镜组来对发射的所述束进行成形；以及

驱动器，被配置为将成形的束引导到晶圆上的指定位置，

其中，激光源、束成形器和驱动器同轴对准。

2.根据第1条的系统，其中，激光源是激光二极管。

3.根据第1条的系统，其中，激光源是准直激光器。

4.根据第1条至第3条中任一条的系统，其中，变形棱镜组包括两个或更多个棱镜的组。

5.根据第4条的系统，其中，两个或更多个棱镜具有相同的几何结构。

6.根据第1条至第5条中任何一条的系统，其中，变形棱镜组对束进行成形，其中，对束进行成形包括修改束的大小和纵横比。

7.根据第1条至第6条中任一条的系统，其中，变形棱镜组产生与输入束同轴对准的输出束。

8.根据第1条至第7条中任一条的系统，其中，驱动器包括用于引导束的一个或多个楔状件。

9.根据第1条至第7条中任一条的系统，其中，驱动器包括用于引导束的一个或多个板。

10.根据第1条至第9条中任一条所述的系统，其中，驱动器包括用于将束反射到晶圆的反射镜，其中，反射镜被定位为以一角度修改束，使得束以基本为圆形的截面与晶圆相交。

11.根据第10条中的系统，其中，反射镜被进一步定位为使束以66°和86°之间的角度与晶圆相交。

12.根据第1条至第11条中任一条的系统，其中，束均匀器是球面像差均匀器。

13.一种用于控制光束斑的方法，该方法包括：

从激光源发射束；

使用束均匀器来对发射的束进行均匀；

使用变形棱镜组对发射的束进行成形；

将成形的束引导到晶圆上的指定位置。

14.根据第13条的方法，其中，使用变形棱镜组对发射的束进行成形包括使发射的束通过两个或更多个棱镜。

15.根据第13条至第14条中任一条的方法，其中，使用变形棱镜组对发射的束进行成形还包括使发射的束通过具有相同几何结构的两个或更多个棱镜。

16.根据第15条的方法，其中，使发射的束通过两个或更多个棱镜还包括从两个或更多个棱镜输出束，输出的束与进入两个或更多个棱镜的束同轴对准。

17.根据第13条至第16条中任一条的方法，其中，对束进行成形包括修改束的大小和纵横比。

18.根据第13条至第17条中任一条的方法，其中，引导发射的束进一步包括用一个或多个楔状件引导发射的束。

19.根据第13条至第18条中任一条的方法，其中，引导发射的束进一步包括：

利用用于将束反射到晶圆的反射镜来引导发射的束；以及

以一角度定位反射镜以对束进行成形，使得束以基本为圆形的截面与晶圆相交。

20.根据第19条的方法，其中，定位反射镜包括以一角度定位反射镜，使得束以76°与晶圆相交。

应理解，本发明不限于上面所述和附图所示的精确结构，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (15)

1.一种用于光束的高级充电控制的系统，所述系统包括：

激光源，用于发射束；

束均匀器，用于对发射的所述束进行均匀；

束成形器，被配置为使用变形棱镜组来对发射的所述束进行成形；以及

驱动器，被配置为将成形的所述束引导到晶圆上的指定位置，

其中所述激光源、所述束成形器和所述驱动器同轴对准。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光源是激光二极管。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述激光源是准直激光器。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述变形棱镜组包括两个或更多个棱镜的组。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述两个或更多个棱镜具有相同的几何结构。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述变形棱镜组对所述束进行成形，其中对所述束进行成形包括修改所述束的大小和纵横比。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述变形棱镜组产生与输入束同轴对准的输出束。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动器包括用于引导所述束的一个或多个楔状件。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动器包括用于引导所述束的一个或多个板。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述驱动器包括用于将所述束反射到所述晶圆的反射镜，其中所述反射镜被定位为以一角度修改所述束，使得所述束以基本为圆形的截面与所述晶圆相交。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述反射镜被进一步定位为使所述束以66°和86°之间的角度与所述晶圆相交。

12.根据权利要求1所述的系统，其中所述束均匀器是球面像差均匀器。

13.一种用于控制光束斑的方法，所述方法包括：

从激光源发射束；

使用束均匀器来对发射的所述束进行均匀；

使用变形棱镜组对发射的所述束进行成形；

将成形的所述束引导到晶圆上的指定位置。

14.根据权利要求13所述的方法，其中使用所述变形棱镜组对发射的所述束进行成形包括使发射的所述束通过两个或更多个棱镜。

15.根据权利要求13所述的方法，其中使用所述变形棱镜组对发射的所述束进行成形还包括使发射的所述束通过具有相同几何结构的两个或更多个棱镜。

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