KR102459880B1 - 웨이퍼 검사를 위한 고급 전하 컨트롤러에 대한 방법 및 장치 - Google Patents

웨이퍼 검사를 위한 고급 전하 컨트롤러에 대한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 시스템은 빔을 방출하기 위한 레이저 다이오드를 포함하는 레이저 소스 및 방출된 빔을 균질화하기 위한 빔 균질기를 포함한다. 시스템 및 방법은, 아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 방출된 빔을 성형하도록 구성되는 빔 성형기 및 성형 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키도록 구성되는 드라이버를 더 포함하되, 레이저 소스, 빔 성형기, 및 드라이버는 동축으로 정렬된다.

Description

웨이퍼 검사를 위한 고급 전하 컨트롤러에 대한 방법 및 장치
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 9월 29일자로 출원된 그리고 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 미국 출원 제62/566,212호의 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 개시는 일반적으로 하전 입자 빔(charged particle beam)의 분야에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 하전 입자 검출을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
집적 회로(integrated circuit; IC)의 제조 프로세스에서, 미완성 또는 완성된 회로 컴포넌트는, 그들이 설계에 따라 제조되고 결함이 없다는 것을 보장하기 위해 검사된다. 광학 현미경을 활용하는 검사 시스템은 통상적으로 수백 나노미터에 이르기까지의 분해능을 갖는다; 분해능은 광의 파장에 의해 제한된다. IC 컴포넌트의 물리적 사이즈가 100 나노미터 미만 또는 심지어 10 나노미터 미만에 이르기까지 계속 감소함에 따라, 광학 현미경을 활용하는 것보다 더 높은 분해능에 대응하는 검사 시스템이 필요로 된다.
나노미터 미만에 이르기까지의 분해능에 대응하는, 주사 전자 현미경(scanning electron microscope; SEM) 또는 투과 전자 현미경(transmission electron microscope; TEM)과 같은 하전 입자(예를 들면, 전자) 빔 현미경은, 100 나노미터 미만인 피쳐 사이즈를 갖는 IC 컴포넌트를 검사하기 위한 실용적인 툴(tool)로서 역할을 한다. SEM을 사용하여, 단일의 일차(primary) 전자 빔의 전자, 또는 복수의 일차 전자 빔의 전자가 검사 하에 있는 웨이퍼의 미리 결정된 스캔 위치에 집중될 수 있다. 일차 전자는 웨이퍼와 상호 작용하고 후방 산란될(backscattered) 수도 있거나 또는 웨이퍼로 하여금 이차(secondary) 전자를 방출하게 할 수도 있다. 후방 산란 전자 및 이차 전자를 포함하는 전자 빔의 강도는 웨이퍼의 내부 및/또는 외부 구조체의 속성(property)에 기초하여 변할 수도 있으며, 따라서, 웨이퍼가 결함을 갖는지의 여부를 나타낸다.
그러나, 통상적인 전자빔 검사 툴은 다양한 타입의 웨이퍼 결함을 검출하는 데 어려움을 겪을 수 있고, 그에 의해, 전자빔 검사 툴의 효과를 제한할 수 있다. 결함 검출을 향상시키는 한 가지 방식은 레이저 빔 조명을 사용한 웨이퍼를 활성화를 통하는 것이다. 레이저 빔을 효과적인 제어는 이러한 타입의 조명에 대해 어려움을 제시한다. 본원에서 설명되는 것과 같은 솔루션은, 검사 동안 웨이퍼의 제어 및 조명을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 실시형태는 웨이퍼 검사를 위한 고급 전하 컨트롤러(advanced charge controller) 및 레이저 빔 조명을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 개시와 부합하는 실시형태는, 방출된 빔을 균질화하기 위한 빔 균질기, 아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 방출된 빔을 성형하도록 구성되는 빔 성형기, 및 성형된 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키도록 구성되는 드라이버를 포함하되, 레이저 소스, 빔 성형기, 및 드라이버는 동축으로 정렬되는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템 및 방법을 포함한다.
본 개시와 부합하는 실시형태는, 레이저 소스가 레이저 다이오드이고 레이저 소스가 시준된 레이저(collimated laser)인 시스템을 더 포함한다. 추가적인, 실시형태는 두 개 이상의 프리즘의 그룹을 포함하는 아나모픽 프리즘 그룹을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 두 개 이상의 프리즘은 동일한 기하학적 형상(geometry)을 갖는다. 다른 실시형태에서, 두 개 이상의 프리즘은 상이한 실시형태를 갖는다. 본 개시와 부합하는 실시형태는, 구면 수차 기반의 빔 균질기(spherical aberration based beam homogenizer) 또는 마이크로렌즈 빔 균질기(microlens beam homogenizer)인 빔 균질기를 더 포함한다.
본 개시와 부합하는 또 다른 실시형태는, 빔의 사이즈 및 애스펙트 비(aspect ratio)를 수정하는 것에 의해 빔을 추가로 성형한다. 본 개시는 또한, 프리즘 그룹에 진입하고 빠져나오는 빔이 동축으로 정렬되는 실시형태를 포함한다.
본 개시와 부합하는 시스템 및 방법은 빔을 지향시키기 위한 하나 이상의 웨지(wedge) 또는 하나 이상의 플레이트(plate)를 포함하는 드라이버를 더 포함한다. 본 개시와 부합하는 실시형태는, 빔이 실질적으로 원형의 단면을 가지고 웨이퍼와 교차하도록 드라이버로부터 빔을 반사하기 위한 미러를 포함한다. 추가적으로, 미러는 반사된 빔으로 하여금 대략 76° 각도에서 웨이퍼와 교차하게 하도록 경사질 수 있다.
개시된 실시형태의 추가적인 목적 및 이점은 다음의 설명에서 부분적으로 기술될 것이고, 부분적으로는 설명으로부터 명백할 것이거나, 또는 실시형태의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 개시된 실시형태의 목적 및 이점은 청구범위에서 기술되는 엘리먼트 및 조합에 의해 실현 및 달성될 수도 있다.
전술한 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 둘 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구되는 바와 같이, 개시된 실시형태를 제한하지는 않는다는 것이 이해되어야 한다.
도 1은, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 예시적인 전자 빔 검사(electron beam inspection; EBI) 시스템을 예시하는 개략도이다.
도 2는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 도 1의 예시적인 전자 빔 검사의 일부일 수 있는 예시적인 전자 빔 툴을 예시하는 개략도이다.
도 3a 내지 도 3c는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 웨이퍼 조명을 위한 예시적인 고급 전하 컨트롤러를 예시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 웨이퍼 조명을 위한 예시적인 고급 전하 컨트롤러를 예시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 개시의 실시형태와 부합하는 예시적인 빔 프로파일(beam profile)이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 개시의 실시형태와 부합하는 예시적인 아나모픽 프리즘 쌍이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 실시형태와 부합하는 예시적인 아나모픽 프리즘 쌍이다.
도 8은 본 개시의 실시형태와 부합하는 조향 웨지(steering wedge)이다.
도 9는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 조명 빔을 제어하기 위한 예시적인 방법을 예시하는 플로우차트이다.
이제, 첨부하는 도면에서 그 예가 예시되는 예시적인 실시형태에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 다음의 설명은 첨부의 도면을 참조하는데, 첨부의 도면에서, 달리 표현되지 않는 한, 상이한 도면에서의 동일한 번호는 동일한 또는 유사한 엘리먼트를 나타낸다. 예시적인 실시형태의 다음의 설명에서 기술되는 구현예는, 본 발명과 부합하는 모든 구현예를 나타내는 것은 아니다. 대신, 그들은 첨부된 청구범위에서 기재되는 본 발명에 관련되는 양태와 부합하는 장치 및 방법의 예에 불과하다.
본 개시의 실시형태는 웨이퍼 검사를 위한 고급 전하 컨트롤러 및 레이저 빔 조명을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 개시와 부합하는 실시형태는, 방출된 빔을 균질화하기 위한 빔 균질기(beam homogenizer), 아나모픽 프리즘 그룹(anamorphic prism group)을 사용하여 방출된 빔을 성형하도록 구성되는 빔 성형기(beam shaper), 및 성형된 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키도록 구성되는 드라이버를 포함하되, 레이저 소스, 빔 성형기, 및 드라이버는 동축으로 정렬되는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템 및 방법을 포함한다.
설명되는 실시형태는 검사를 위한 웨이퍼의 효과적인 조명을 허용한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 본 개시와 부합하는 실시형태는 레이저 방출 다이오드(laser emitting diode)와 같은 광원을 포함할 수 있다. 그러한 레이저는 가우스 강도 프로파일(Gaussian intensity profile)을 가질 수 있는데, 가우스 강도 프로파일은 검사를 위해 웨이퍼를 조명하는 의도된 목적에 잘 적합되지 않는다. 따라서, 설명되는 실시형태는 레이저 빔을 프로세싱하고 빔을 균일한 강도 프로파일로 변환하기 위해 다양한 타입의 빔 균질기를 사용할 수 있다. 이 프로세싱된 레이저는, 그 다음, 레이저 빔의 사이즈 및 형상을 수정하기 위해 정확한 시퀀스로 레이저 빔을 반사 및 굴절시키는 일련의 아나모픽 프리즘을 통해 전송될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 설명되는 실시형태는, 동시에 빔을 확대하면서, 빔을 아나모픽 애스펙트 비로 성형하기 위해 프리즘 배열(prism arrangement)을 사용할 수 있다. 그 다음, 빔은, 웨이퍼 상으로 빔을 반사하기 위해 사용되는 미러 및 플레이트 또는 웨지를 포함하는 빔 조향 시스템으로 전달될 수 있다. 웨지 또는 플레이트는 빔의 경로를 변위시키도록 회전될 수 있다. 변위에 따라, 빔은 미러에서 반사되어 검사를 위한 웨이퍼의 부분을 조명한다. 웨이퍼의 상이한 영역이 검사될 때, 빔 조향 플레이트 또는 웨지는, 빔 스팟이 웨이퍼 상의 적절한 위치로 이동하도록 이동될 수 있다. 추가적으로, 미러는, 웨이퍼에 의한 빔의 흡수를 최대화하는 최적의 Brewster(브루스터) 각도를 생성하도록 경사질 수 있다. 추가적으로, 미러가 빔을 비스듬히 반사하기 때문에, 반사된 빔이 웨이퍼와 교차할 때의 반사된 빔의 애스펙트 비는, 프리즘 그룹에 의해 생성되는 아나모픽 애스펙트 비로부터 원형의 단면으로 신장될 수 있다.
프리즘을 사용하여 빔을 성형하는 것은, 이동 부품 및 빔이 이동되는 또는 조정될 수 있는 축 또는 차원의 수를 제거하는 것에 의해, 전체 시스템의 복잡성을 최소화할 수 있다. 본 개시에 부합하는 프리즘 그룹은 단일의 축에서 빔을 변경 및 성형할 수 있다. 이것은, 빔의 이동이 단일의 축에서만 제어될 필요가 있기 때문에, 정렬을 단순화할 수 있다. 또한, 빔이 이동되는 축을 제한하는 것은 제조를 단순화할 수 있고 전체 실시형태의 공간 요건을 최소화할 수 있다. 추가적으로, 이들 실시형태는 프리즘 그룹 안으로의 그리고 밖으로의 빔의 입구(entry) 및 출구(exit)가, 각각, 동축으로 정렬되는 것을 허용하여, 다른 컴포넌트의 제조 및 정렬을 추가로 단순화시킬 수 있다.
본원에 사용될 때, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 용어 "또는"은, 실행 불가능한 경우를 제외한, 모든 가능한 조합을 포괄한다. 예를 들면, 데이터베이스가 A 또는 B를 포함할 수 있다는 것이 언급되는 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 또는 실행 불가능하지 않는 한, 데이터베이스는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 포함할 수 있다. 제2 예로서, 데이터베이스가 A, B, 또는 C를 포함할 수 있다는 것이 언급되는 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한 또는 실행 불가능하지 않는 한, 데이터베이스는 A, 또는 B, 또는 C, 또는 A 및 B, 또는 A 및 C, 또는 B 및 C, 또는 A 및 B 및 C를 포함할 수 있다.
이제, 첨부하는 도면에서 예시되는 예시적인 실시형태에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 비록 웨이퍼 검사를 위한 고급 전하 제어의 맥락에서 다음의 실시형태가 설명되지만, 본 개시는 그렇게 제한되지는 않는다. 빔에 대한 다른 타입의 전하 제어가 유사하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시형태와 부합하는 예시적인 전자 빔 검사(EBI) 시스템(100)을 예시한다. 도 1에서 도시되는 바와 같이, EBI 시스템(100)은 메인 챔버(101), 로드/락 챔버(load/lock chamber)(102), 전자 빔 툴(104), 및 기기 프론트 엔드 모듈(equipment front end module; EFEM)(106)을 포함한다. 전자 빔 툴(104)은 메인 챔버(101) 내에 위치된다. EFEM(106)은 제1 로딩 포트(106a) 및 제2 로딩 포트(106b)를 포함한다. EFEM(106)은 추가적인 로딩 포트(들)를 포함할 수도 있다. 제1 로딩 포트(106a) 및 제2 로딩 포트(106b)는, 검사될 웨이퍼(예를 들면, 반도체 웨이퍼 또는 다른 재료(들)로 제조되는 웨이퍼) 또는 샘플을 포함하는 웨이퍼 카세트를 수용한다(웨이퍼 및 샘플은, 이하, 일괄적으로 "웨이퍼"로 지칭됨).
EFEM(106)에서의 하나 이상의 로봇 암(도시되지 않음)은 웨이퍼를 로드/락 챔버(102)로 운반한다. 로드/락 챔버(102)는, 대기압 아래의 제1 압력에 도달하도록 로드/락 챔버(102) 내의 가스 분자를 제거하는 로드/락 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제1 압력에 도달한 이후, 하나 이상의 로봇 암(도시되지 않음)은 웨이퍼를 로드/락 챔버(102)로부터 메인 챔버(101)로 운반한다. 메인 챔버(101)는, 제1 압력 아래의 제2 압력에 도달하도록 메인 챔버(101) 내의 가스 분자를 제거하는 메인 챔버 진공 펌프 시스템(도시되지 않음)에 연결된다. 제2 압력에 도달한 이후, 웨이퍼는 전자 빔 툴(104)에 의한 검사를 받게 된다.
이제 본 개시의 실시형태와 부합하는 전자 빔 툴(104)의 예시적인 컴포넌트를 예시하는 도 2에 대한 참조가 이루어진다. 도 2에서 도시되는 바와 같이, 전자 빔 툴(104)은 전동 스테이지(motorized stage)(200), 및 검사될 웨이퍼(203)를 유지하기 위해 전동 스테이지(200)에 의해 지지되는 웨이퍼 홀더(202)를 포함한다. 전자 빔 툴(104)은 대물 렌즈 어셈블리(204), 전자 검출기(206)(이것은 전자 센서 표면(206a 및 206b)을 포함함), 대물 어퍼쳐(208), 집광 렌즈(condenser lens)(210), 빔 제한 어퍼쳐(212), 건 어퍼쳐(gun aperture)(214), 애노드(216), 및 캐소드(218)를 더 포함한다. 대물 렌즈 어셈블리(204)는, 하나의 실시형태에서, 폴(pole) 피스(204a), 제어 전극(204b), 편향기(204c), 및 여기 코일(exciting coil)(204d)을 포함하는 수정된 SORIL(swing objective retarding immersion lens)을 포함할 수 있다. 전자 빔 툴(104)은 웨이퍼 상의 재료를 특성 묘사하기 위해 에너지 분산형 X 선 분광계(energy dispersive X-ray spectrometer; EDS) 검출기(도시되지 않음)를 추가적으로 포함할 수도 있다.
애노드(216)와 캐소드(218) 사이에 전압을 인가하는 것에 의해 일차 전자 빔(220)이 캐소드(218)로부터 방출된다. 일차 전자 빔(220)은 건 어퍼쳐(214) 및 빔 제한 어퍼쳐(212)를 통과하는데, 이들 둘 모두는 빔 제한 어퍼쳐(212) 아래에 있는 집광 렌즈(210)에 진입하는 전자 빔의 사이즈를 결정할 수 있다. 집광 렌즈(210)는, 대물 렌즈 어셈블리(204)에 진입하기 이전에 전자 빔의 사이즈를 설정하기 위해 빔이 대물 어퍼쳐(208)에 진입하기 이전에 일차 전자 빔(220)을 집속한다(focus). 편향기(204c)는 일차 전자 빔(220)을 편향시켜 웨이퍼 상에서의 빔 스캐닝을 용이하게 한다. 예를 들면, 스캐닝 프로세스에서, 편향기(204c)는, 웨이퍼(203)의 상이한 부분에 대한 이미지 재구성을 위한 데이터를 제공하기 위해, 상이한 시점에 웨이퍼(203)의 상부 표면의 상이한 위치 상으로 일차 전자 빔(220)을 순차적으로 편향시키도록 제어될 수 있다. 또한, 편향기(204c)는, 상이한 시점에, 일차 전자 빔(220)을 특정한 위치에서 웨이퍼(203)의 상이한 면 상으로 편향시켜, 그 위치에서 웨이퍼 구조체의 스테레오 이미지 재구성을 위한 데이터를 제공하도록 제어될 수 있다. 게다가, 몇몇 실시형태에서, 애노드(216) 및 캐소드(218)는 다수의 일차 전자 빔(220)을 생성하도록 구성될 수 있고, 전자 빔 툴(104)은, 웨이퍼(203)의 상이한 부분에 대한 이미지 재구성을 위한 데이터를 제공하기 위해, 다수의 일차 전자 빔(220)을 웨이퍼의 상이한 부분/면에 동시에 투영하기 위한 복수의 편향기(204c)를 포함할 수 있다.
여기 코일(204d) 및 폴 피스(204a)는, 폴 피스(204a)의 일단에서 시작하며 폴 피스(204a)의 타단에서 종료되는 자기장을 생성한다. 일차 전자 빔(220)에 의해 스캐닝되고 있는 웨이퍼(203)의 부분은 자기장에 침지될 수 있고 전기적으로 대전될 수 있는데, 이것은, 결국에는, 전기장을 생성한다. 전기장은, 일차 전자빔(220)이 웨이퍼와 충돌하기 이전에, 웨이퍼 표면 근처에서 충돌하는 일차 전자빔(220)의 에너지를 감소시킨다. 폴 피스(204a)로부터 전기적으로 격리되어 있는 제어 전극(204b)은, 웨이퍼의 마이크로 아칭(micro-arching)을 방지하기 위해 그리고 적절한 빔 포커스를 보장하기 위해, 웨이퍼 상의 전기장을 제어한다.
일차 전자 빔(220)의 수신시 이차 전자 빔(222)이 웨이퍼(203)의 일부로부터 방출될 수 있다. 이차 전자 빔(222)은 전자 검출기(206)의 센서 표면(206a 및 206b) 상에 빔 스팟(예를 들면, 빔 스팟(240a 및 240b) 중 하나)을 형성할 수 있다. 전자 검출기(206)는 빔 스팟의 강도를 나타내는 신호(예를 들면, 전압, 전류, 등등)를 생성할 수 있고, 신호를 프로세싱 시스템(도 2에 도시되지 않음)으로 제공할 수 있다. 이차 전자 빔(222)의 강도, 및 결과적으로 나타나는 빔 스팟은, 웨이퍼(203)의 외부 및/또는 내부 구조체에 따라 변할 수 있다. 또한, 상기에서 논의되는 바와 같이, 일차 전자 빔(220)은 웨이퍼의 상부 표면의 상이한 위치, 및/또는 특정한 위치에서 웨이퍼의 상이한 면 상으로 투영되어, 상이한 강도의 이차 전자 빔(222)(및 결과적으로 나타나는 빔 스팟)을 생성할 수 있다. 따라서, 빔 스팟의 강도를 웨이퍼(203)의 위치와 매핑시키는 것에 의해, 프로세싱 시스템은 웨이퍼(203)의 내부 및/또는 외부 구조체를 반영하는 이미지를 재구성할 수 있다.
전자 빔 툴(104)은 고급 전하 컨트롤러(230)를 더 포함할 수 있다. 고급 전하 컨트롤러(230)는 광원(230a), 빔 균질기(230b), 광 빔(230f), 빔 성형기(230c), 빔 조향 웨지(230d), 및 반사 미러(230e)를 포함할 수 있다. 고급 전하 컨트롤러(230)의 이들 피쳐의 각각은 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 고급 전하 컨트롤러(230)는 조명 빔을 웨이퍼(203) 상의 스팟으로 지향시킬 수 있다. 검사 하에 있는 웨이퍼 상의 스팟을 조명하는 것은, 웨이퍼(203) 상의 결함의 결함 검출을 향상시킬 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 검사 동안 웨이퍼를 조명하기 위한 예시적인 고급 전하 컨트롤러(300)의 상이한 도면이다. 도 3a는 고급 전하 컨트롤러(300)의 사시도이다. 도 3b는 고급 전하 컨트롤러(300)의 측면도이다. 도 3c는 고급 전하 컨트롤러(300)의 정면도이다.
고급 전하 컨트롤러(300)는 광원(301)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광원(301)은 레이저 다이오드일 수 있다. 다른 실시형태에서, 광원(301)은 임의의 타입의 레이저 또는 섬유 조명일 수 있다. 광원(301)은 고급 전하 컨트롤러(300)를 위한 광의 빔(302)을 방출할 수 있다. 빔(302)은 가우스 빔(Gaussian beam)일 수 있다.
상이한 광원은 또한 상이한 형상을 갖는 빔(302)을 생성할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 광원(301)은 3:2 애스펙트 비를 갖는 가우스 빔(302)을 생성하는 레이저 다이오드일 수 있다. 이러한 타입의 빔은, 하기에서 더욱 상세하게 설명되는 도 5a 내지 도 5d에서 도시되는 것과 유사한 프로파일을 가질 것이다.
광원(301)이 빔(302)을 방출한 이후, 빔(302)은 빔 균질기(305)를 통과할 수 있다. 빔 균질기(305)는 빔(302)의 가우스 강도 프로파일을, 하기에서 더욱 상세하게 설명되는 도 5a 내지 도 5d에서 도시되는 바와 같은 균일한 강도 프로파일로 변환할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 빔 균질기(305)는 마이크로렌즈 기반의 빔 균질기일 수 있다. 마이크로렌즈 기반의 빔 균질기는, Edmund Optics(에드먼드 옵틱스) 또는 Linos(리노스)에 의해 생산되는 것과 같은 마이크로렌즈 어레이를 사용하여, 가우스 빔(302)을 다수의 빔으로 분할할 수 있다. 이들 빔은, 그 다음, 추가적인 마이크로렌즈 및 구면 렌즈(spherical lens)를 통과하여, 다수의 빔을, 균일한 강도 프로파일을 갖는 단일의 빔(302)으로 결합할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 빔 균질기(305)는 구면 수차 기반의 빔 균질기(spherical aberration based beam homogenizer)일 수 있다. 구면 수차 기반의 빔 균질기는 서로 대향하는 다수의 비구면 렌즈를 사용하여, 가우스 입력 빔을 균일한 출력 프로파일로 변환할 수 있다. 가우스 빔이 제1 비구면 렌즈(aspheric lens)에 진입함에 따라, 빔의 발산 부분은, 빔 경로를 균일한 강도 프로파일을 갖는 빔(302)으로 정규화하는 제2 비구면 렌즈로 재지향된다. 이들 프로파일 차이의 예가 도 5a 내지 도 5d에서 도시된다.
도 5a 내지 도 5d는 빔(302)이 빔 균질기(305)를 통과하기 이전 및 이후의 빔(302)의 다양한 프로파일을 도시한다. 도 5a는 빔(302)에 대한 수직 빔 프로파일이고 도 5b는 빔(302)에 대한 평행 빔 프로파일이다. 도 5a 및 도 5b에서 도시되는 빔(302)의 경사진 프로파일은, 빔(302)이 광원(301)으로부터 방출될 때 가우스 빔(302)의 중심으로부터의 강도에서의 발산 또는 저하를 나타낸다. 이것은, 빔(302)의 광선이 광원(301)으로부터 방출될 때, 그들이 완벽하게 평행하지 않은 것의 결과이다. 가우스 빔(예컨대, 302)의 (예를 들면, 도 5a에서 도시되는 바와 같은) 수직 프로파일 및 (예를 들면, 도 5b에서 도시되는 바와 같은) 평행 프로파일은 상이한 발산량을 가질 수 있다. 예를 들면, 빔(302)의 수직 프로파일은 16°의 발산을 가질 수 있고, 한편, 평행 프로파일은 10°의 발산을 가질 수 있다. 발산에서의 이 차이는, 빔이 광원(301)에 의해 방출될 때 빔의 타원형 단면을 나타낼 수 있다.
빔 균질기(305)는 도 5a 및 도 5b에서 도시되는 바와 같이 도 5a 및 도 5b에서 도시되는 가우스 프로파일을 상부가 편평한 프로파일로 변환한다. 도 5a 및 도 5b에서의 프로파일과 유사하게, 도 5c에서 도시되는 빔(302)의 상부가 편평한 수직 프로파일은, 도 5d에서 도시되는 빔(302)의 상부가 편평한 평행 프로파일과는 상이한 폭을 가질 수 있다. 폭에서의 이 차이는, 아나모픽의 가우스 빔(302)이 빔 균질기(305)를 통과한 이후 자신의 아나모픽 애스펙트 비를 유지한다는 것을 나타낼 수 있다. 도 5c 및 도 5d에서 도시되는 빔(302)의 상부가 편평한 프로파일은 빔 균질기(305)를 통과한 이후 빔(302)의 균일한 강도 분포를 나타낸다. 빔(302)의 균일한 강도는 도 3a 내지 도 3c의 고급 전하 컨트롤러(300)로부터 웨이퍼의 더 나은 조명을 제공할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c를 다시 참조하면, 빔(302)은 빔 균질기(305)를 빠져나와 프리즘(310) 및 프리즘(312)을 포함하는 동축 빔 성형기에 진입할 수 있다. 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 빔(302)을 성형하기 위해 사용되는 프리즘 그룹을 형성할 수 있다. 고급 전하 컨트롤러(300)는 프리즘(310) 및 프리즘(312)으로 제한되지는 않는다. 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 예시이다. 하나 이상의 프리즘의 임의의 프리즘 쌍 또는 프리즘 그룹이 사용될 수 있다.
또한, 프리즘(310)에 입력되는 빔(302)은 프리즘(312)으로부터의 빔(302)의 출구와 동축으로 정렬될 수 있다. 도 3b 및 도 3c에서 도시되는 바와 같이, 빔(302)은 프리즘 그룹에 진입하고 동일한 평면에서 프리즘 그룹을 빠져나간다. 프리즘(310) 및 프리즘(312)의 기하학적 형상은 도 6과 관련하여 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 몇몇 실시형태에서 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 동일한 기하학적 형상일 수 있다.
빔(302)이 프리즘(310) 및 프리즘(312)을 통해 이동함에 따라, 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 빔(302)을 반사 및 굴절시켜 빔(302)을 확대할 수 있고 및/또는 빔(302)의 형상을 수정할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 빔(302)을 원형 단면 대신 타원형 단면을 갖는 아나모픽 형상으로 성형할 수 있다. 굴절의 양은 프리즘의 굴절률에 의존할 수 있다. 예를 들면, 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 1.785의 굴절률을 가질 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 아나모픽 프리즘을 포함하는 예시적인 프리즘 그룹이다. 도 6a 내지 도 6e는 프리즘(310 및 312)을 포함하는 프리즘 그룹을 나타낼 수 있다. 도 6a는 프리즘(310) 및 프리즘(312)의 상면도를 나타낼 수 있다. 도 6b는 프리즘(310) 및 프리즘(312)의 배열의 측면도를 나타낼 수 있다. 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 상이한 방위에서 동일한 프리즘 형상일 수 있다. 도 6a 및 도 6b는 프리즘(310 및 312)에 대한 예시적인 측정 및 프리즘(310 및 312)의 배열에 대한 예시적인 측정을 본 개시의 실시형태와 부합하는 방식으로 나타낸다. 도 6a 및 도 6b에서 도시되는 바와 같은 프리즘(310 및 312)의 배열 및 기하학적 형상에 기초하여, 프리즘(310) 및 프리즘(312)은, 예를 들면, 굴절률 1.785를 가질 수 있고 3.06배만큼의 빔(302)의 확대로 나타날 수 있다. 추가적으로, 굴절 및 반사는 애스펙트 비 4:1을 갖는 빔(302)으로 나타날 수 있다. 프리즘(310) 및 프리즘(312)의 빔 기하학적 형상 및 굴절률을 수정하는 것에 의해, 상이한 애스펙트 비 및 확대 양이 달성될 수 있다. 빔에서의 변화의 양은, 빔이 프리즘의 상이한 표면과 교차할 때 빔 사이의 입사각을 비롯한 많은 요인에 의존한다.
도 6c 및 도 6d는 프리즘(310) 및 프리즘(312)을 포함하는 예시적인 아나모픽 프리즘 그룹의 추가적인 도면이다. 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 각각의 프리즘의 표면 중 일부 상에 미러 또는 반사 코팅을 각각 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 동일한 기하학적 형상을 가질 수 있고 동일한 미러 코팅 위치를 가질 수 있다. 반사 코팅은, 빔(302)이 프리즘을 빠져나가거나 또는 진입하는 것을 허용하는 대신, 빔(302)을 반사할 수 있다. 프리즘 및 미러 코팅을 특정한 방식으로 정렬하는 것에 의해, (예를 들면, 도 6a 내지 도 6d에서 도시되는 바와 같이) 프리즘(310) 및 프리즘(312)을 포함하는 프리즘 그룹은, 빔(302)이 프리즘 그룹을 통해 이동함에 따라, 빔(302)을 성형하여, 예를 들면, 프리즘(310) 및 프리즘(312) 안으로의 그리고 밖으로의 빔(302)의 입구 및 출구의 동축 정렬을 각각 유지하면서 빔 단면을 확대할 수 있다. 도 6a 내지 도 6d 및 프리즘(310) 및 프리즘(312)은 예시이다. 동축 정렬을 또한 유지하면서 빔(302)의 동일한 수정을 달성하기 위해 상이한 프리즘 기하학적 형상이 사용될 수 있다. 또한, 상이한 프리즘 기하학적 형상 또는 재료는, 상이한 애플리케이션에 대해 빔을 최적화하기 위한 빔(302)에 대한 상이한 확대 및 애스펙트 비로 귀결될 수 있다.
도 6e는 프리즘(310) 및 프리즘(312)을 포함하는 예시적인 아나모픽 프리즘 그룹의 추가적인 도면이다. 도 6e는 프리즘(310 및 312)을 통한 빔의 경로를 나타낼 수 있다. 추가적으로, 도 6e는, 프리즘(310 및 312)을 통과한 이후 δ"의 폭에 대해 확대되는 폭 δ의 빔에 대해 발생하는 확대를 도시할 수 있다. 추가적으로, 도 6e는, 빔이 프리즘(310 및 312)을 통과할 때 빔의 확대를 계산하기 위해 사용되는 프리즘(310 및 312)의 관련 속성을 도시할 수 있다. 예를 들면, 빔의 확대는 수학적 관계의 다음의 세트를 사용하여 계산될 수 있다:
Figure 112020032168668-pct00001
예를 들면, 도 6a 내지 도 6d 및 도 6e에서 도시되는 바와 같이, 프리즘(310 및 312)에서의 측정된 각도를 사용하면, 프리즘(310 및 312)에 의해 야기되는 빔의 확대는 상기의 수학적 관계를 사용하여 계산될 수 있다.
도 3a 내지 도 3c를 다시 참조하면, 빔(302)이 프리즘(312)을 빠져나간 이후, 빔(302)은 조향 웨지(320, 322)를 통과할 수 있다. 조향 웨지(320, 322)는, 독립적으로 이동할 수 있는 투명한 재료의 플레이트일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 조향 웨지(320 및 322)는, 빔(302)의 위치를 변위시키기 위해 플레이트의 굴절률을 사용하는 평면의 평행한 플레이트일 수 있다. 다른 실시형태에서, 빔 조향은 빔 변위 광학기기 또는 라운드 웨지 프리즘(round wedge prism)과 같은 상이한 조향 메커니즘을 사용하여 달성될 수 있다. 평면의 평행한 플레이트를 사용하는 것은, 하기에서 더욱 상세하게 설명되는, 도 8과 관련하여 설명되는 바와 같은 빔(302)의 변위를 허용할 수 있다. 빔(302)의 위치를 변위시키는 것에 의해, 조향 웨지(320, 322)는 빔(302)의 위치를 변경할 수 있다. 조향 웨지(320 및 322)를 회전시키는 것에 의해, 고급 전하 컨트롤러(300)는 빔(302)의 변위를 이동시킬 수 있고 조명을 위해 웨이퍼(340)의 특정한 부분을 타겟으로 삼을 수 있다(하기에서 더욱 상세하게 설명됨).
추가적으로, 빔 조향 웨지(320, 322)는 하나의 축에서만 회전하도록 구성될 수 있다. 이것은, 빔(302)의 효과적인 위치 결정을 여전히 허용하면서, 조향 웨지(320 및 322)의 복잡성을 감소시킬 수 있다.
도 8은, 본 개시의 실시형태와 부합하는 예시적인 조향 웨지(320)이다. 도 8에서 도시되는 바와 같은 조향 웨지는 조향 웨지(320)와 동일할 수 있다. 도 8에서 도시되는 바와 같이, 빔(302)은 각도
Figure 112020032168668-pct00002
에서 조향 웨지(320)에 진입할 수 있고 Δy의 변위를 가지고 조향 웨지(320)를 빠져나올 수 있다. 변위(Δy)는 식
Figure 112020032168668-pct00003
을 사용하여 계산될 수 있는데, 여기서
Figure 112020032168668-pct00004
는 조향 웨지(320)의 틸팅 각도이고 n은 유리 플레이트의 굴절률이다. 이 식을 사용하여, 고급 전하 컨트롤러(300)는 빔(302)이 조향 웨지(320)를 통과할 때 빔(302)의 변위를 계산할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c를 다시 참조하면, 빔(302)은 조향 웨지(322)를 빠져나가 반사 미러(330)와 교차할 수 있다. 반사 미러(330)는 빔(302)을 웨이퍼(340)로 반사시킬 수 있다. 빔(302)은 포인트(345)에서 웨이퍼(340)와 교차할 수 있다. 조향 웨지(320 및 322)가 이동됨에 따라, 빔(302)의 변위는 웨이퍼(340) 상의 포인트(345)의 위치에 영향을 끼치는 것을 변경시킨다. 반사 미러(330)는 빔(302)이 대략 76°의 브루스터 각도에서 포인트(345)에서 웨이퍼(340)와 교차하게끔 빔(302)을 반사하도록 배향될 수 있다. 대략 76°의 브루스터 각도에서, 광의 최대 흡수가 달성되어 웨이퍼(340)의 최적 조명을 허용할 수 있다. 브루스터 각도를 달성하는 것이 최적이지만, 몇몇 실시형태에서, 대략 66° 내지 86° 범위 내의 각도가 검사 동안 웨이퍼의 조명을 제공하는 데 효과적이다는 것이 인식된다.
추가적으로, 프리즘(312)으로부터의 빔(302)의 형상은, 미러(330)로부터의 반사가 원통형 포인트(345)로 나타날 수 있도록 적절한 애스펙트 비에서 성형될 수 있다. 예를 들면, 미러(330)는 대략 4의 배율(magnification factor)로 나타나도록 배열될 수 있다. 이 예에서, 4:1 애스펙트 비를 갖는 입력 빔(302)은 미러(330)로부터의 반사로 나타날 것이고, 배율에 기초하여, 웨이퍼(340) 상에서 원형 포인트(345)로 나타날 것이다. 타원형 포인트(345)가 소망되는 경우, 프리즘(310) 및 프리즘(312)은, 빔(302)이 미러(330)로부터 반사된 이후 빔(302)의 형상이 타원형 애스펙트 비로 나타나도록 조정될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 검사 동안 웨이퍼를 조명하기 위한 예시적인 고급 전하 컨트롤러(400)의 상이한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c의 고급 전하 컨트롤러(400)는 광원(301), 빔(302), 빔 균질기(305), 조향 웨지(320), 조향 웨지(322), 미러(330), 웨이퍼(340), 및 포인트(345)를 포함한다. 이들 컴포넌트의 각각은 도 3a 내지 도 3c에서 도시되는 고급 전하 컨트롤러(300)와 관련하여 상기에서 설명되는 컴포넌트와 동일할 수 있다. 이들 컴포넌트는 도 3a 내지 도 3c와 관련하여 설명되는 것과 동일한 명세, 설명 및 기능성(functionality)을 가질 수 있다. 고급 전하 컨트롤러(400)는 자신의 프리즘 그룹에서 고급 전하 컨트롤러(300)와는 상이한 프리즘을 가질 수 있다. 이것은 고급 전하 컨트롤러(400)가 고급 전하 컨트롤러(300)와는 상이한 빔(302)의 성형을 생성하는 것을 허용할 수 있다. 따라서, 고급 전하 컨트롤러(400)는 상이한 빔 성형 결과를 달성하기 위해 프리즘 그룹을 변경하는 예일 수 있다. 따라서, 프리즘 그룹을 변경하는 것은 고급 전하 컨트롤러(300) 및 고급 전하 컨트롤러(400)가 상이한 애플리케이션 또는 구성에 적응되는 것을 허용할 수 있다.
고급 전하 컨트롤러(400)는 프리즘(410) 및 프리즘(412)을 포함할 수 있다. 고급 전하 컨트롤러(300)에서의 프리즘(310) 및 프리즘(312)과는 달리, 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 상이한 형상일 수 있다. 고급 전하 컨트롤러(300)와 유사하게, 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 빔(302)의 동축 정렬을 유지하면서 빔(302)을 확대하고 빔(302)의 형상을 수정할 수 있다.
추가적으로, 고급 전하 컨트롤러(400)는 프리즘(410) 및 프리즘(412)으로 제한되지는 않는다. 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 예시이다. 유사한 결과를 획득하기 위해, 하나 이상의 프리즘의 임의의 프리즘 쌍 또는 프리즘 그룹이 사용될 수 있다.
또한, 프리즘(410)에 입력되는 빔(302)은 프리즘(412)으로부터 빔(302)의 출구와 동축으로 정렬될 수 있다. 도 4b 및 도 4c에서 도시되는 바와 같이, 빔(302)은 프리즘 그룹에 진입하고 동일한 평면에서 프리즘 그룹을 빠져나간다. 프리즘(410) 및 프리즘(412)의 기하학적 형상은 도 7a 내지 도 7c과 관련하여 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 몇몇 실시형태에서 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 상이한 기하학적 형상일 수 있다. 상이한 기하학적 형상을 갖는 것은 프리즘(410) 및 프리즘(412)의 배열을 단순화할 수 있지만 그러나 제조 요건을 증가시킬 수 있다. 상이한 기하학적 형상을 활용하는 것에 의해, 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 요구되는 빔 형상을 달성할 수 있지만, 그러나 또한, 고급 전하 컨트롤러(400)가 상이한 제약, 예컨대 도 1의 전자 빔 툴(104) 내에서의 물리적인 공간 제한을 충족하는 것을 허용할 수 있다.
빔(302)이 프리즘(410) 및 프리즘(412)을 통해 이동함에 따라, 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 빔(302)을 확대하기 위해 및/또는 빔(302)의 형상을 수정하기 위해 빔(302)을 반사 및 굴절시킬 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 빔(302)을 타원형 단면을 갖는 아나모픽 형상으로 성형할 수 있다. 빔(302)에 적용되는 반사 및 굴절의 양 및 시퀀스는, 프리즘(410) 및 프리즘(412)에 의해 생성되는 특정한 결과적으로 나타나는 애스펙트 비 및 확대를 제어할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 실시형태와 부합하는 예시적인 아나모픽 프리즘이다. 도 7a 내지 도 7d는 프리즘(410 및 412)을 포함하는 프리즘 그룹을 나타낼 수 있다. 도 7a는 프리즘(410) 및 프리즘(412)의 탑 다운 뷰(top down view) 및 그들의 배열을 나타낼 수 있다. 도 7b는 프리즘(410) 및 프리즘(412)의 측면도 및 그들의 배열을 나타낼 수 있다. 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 도 7a 내지 도 7c에서 묘사되는 바와 같이 상이한 프리즘 형상일 수 있다. 도 7a 내지 도 7c는 프리즘(410 및 412)에 대한 예시적인 측정치 및 프리즘(410 및 412)의 배열에 대한 예시적인 측정치를, 본 개시의 실시형태와 부합하는 방식으로 나타낸다. 도 7a 및 도 7b에서 도시되는 바와 같은 프리즘(410 및 412)의 배열 및 기하학적 형상에 기초하여, 프리즘(410) 및 프리즘(412)은, 예를 들면, 굴절률 1.60을 가질 수 있고 2.83배만큼 빔(302)의 확대로 나타날 수 있다. 추가적으로, 굴절 및 반사는 4:1의 애스펙트 비를 갖는 빔(302)으로 나타날 수 있다.
도 7c는 프리즘(410) 및 프리즘(412)을 포함하는 예시적인 아나모픽 프리즘 그룹의 추가적인 도면이다. 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 프리즘 중 하나 또는 프리즘 둘 모두의 표면의 일부 상에 미러 또는 반사 코팅을 더 포함할 수 있다. 반사 코팅은, 빔(302)이 프리즘을 빠져나가는 것을 허용하는 대신, 프리즘 내부에서 빔(302)을 되반사시킬 수 있다. 프리즘 및 미러 코팅을 특정한 방식으로 정렬하는 것에 의해, (예를 들면, 도 7a 내지 도 7c에서 도시되는 바와 같이) 프리즘(410) 및 프리즘(412)을 포함하는 프리즘 그룹은, 빔(302)이 프리즘 그룹을 통해 이동함에 따라, 빔(302)을 성형하여, 예를 들면, 프리즘(410) 및 프리즘(412) 안으로의 그리고 밖으로의 빔(302)의 입구 및 출구의 동축 정렬을 각각 유지하면서 빔 단면을 확대할 수 있다. 도 7a 내지 도 7c 및 프리즘(410) 및 프리즘(412)은 예시이다. 상이한 프리즘 기하학적 형상은 동축 정렬에서 빔(302)의 동일한 수정을 달성하기 위해 사용될 수 있다.
도 7d는 프리즘(410) 및 프리즘(412)을 포함하는 예시적인 아나모픽 프리즘 그룹의 추가적인 도면이다.
도 7d는 프리즘(410 및 412)을 통한 빔의 경로를 나타낼 수 있다. 추가적으로, 도 7d는, 프리즘(410 및 412)을 통과한 이후 δ'의 폭에 대해 확대되는 폭 δ의 빔에 대해 발생하는 확대를 도시할 수 있다. 추가적으로, 도 7d는, 빔이 프리즘(410 및 412)을 통과할 때 빔의 확대를 계산하기 위해 사용되는 프리즘(410 및 412)의 관련 속성을 도시할 수 있다. 예를 들면, 빔의 확대는 수학적 관계의 다음의 세트를 사용하여 계산될 수 있다:
Figure 112020032168668-pct00005
예를 들면, 도 7a 내지 도 7c 및 도 7d에서 도시되는 바와 같이, 프리즘(410 및 412)에서의 측정된 각도를 사용하면, 프리즘(410 및 412)에 의해 야기되는 빔의 확대는 상기의 수학적 관계를 사용하여 계산될 수 있다.
도 9는, 본 개시의 실시형태와 부합하는, 조명 빔의 고급 전하 제어를 위한 예시적인 방법(900)을 도시하는 플로우차트이다. 예시된 프로시져는 단계를 삭제하도록 또는 추가적인 단계를 더 포함하도록 변경될 수 있다는 것이 쉽게 인식될 것이다. 방법(900)은, 예를 들면, 고급 전하 제어(예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 또는 도 4a 내지 도 4c의 고급 전하 컨트롤러(300 또는 400))를 위한 시스템과 연계하여 도 1의 전자 빔 툴(104)에 의해 수행될 수 있다.
방법(900)은 광원으로부터(예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4a 내지 도 4c의 광원(301)으로부터) 빔을 방출하는 것에 의해 시작된다(단계(910)). 몇몇 실시형태에서, 광원(예를 들면, 광원(301))은 레이저 다이오드, 다른 타입의 레이저, 또는 섬유 조명(fiber illumination)일 수 있다. 광원은 가우스 빔(예를 들면, 빔(302))을 방출할 수 있다
시스템은 빔 균질기(예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 또는 도 4a 내지 도 4c의 빔 균질기(305))를 사용하여 빔을 프로세싱할 수 있다(단계(920)). 시스템은, 예를 들면, 마이크로렌즈 기반의 빔 균질기 또는 구면 수차 기반의 빔 균질기를 사용하는 것에 의해 불균일한 가우스 강도를 제거하도록 빔을 프로세싱할 수 있다. 빔 균질기를 사용하여 빔을 프로세싱하는 것은 가우스 빔을 상부가 편평한 프로파일로 변환할 수 있다.
빔을 프로세싱한 이후, 시스템은 프리즘 그룹(예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 및 도 6a 내지 도 6d의 프리즘(310) 및 프리즘(312), 또는 도 4a 내지 도 4c 및 7a 내지 도 7c의 프리즘(410) 및 프리즘(412))을 사용하여 빔을 성형할 수 있다(단계(930)). 빔을 성형하는 것은 아나모픽 빔 형상 및 확대된 빔 프로파일로 나타날 수 있다. 성형을 위해 사용되는 프리즘은, 프리즘 그룹 안으로의 빔의 입구 및 출구 포인트가 동축으로 정렬되도록 배열될 수 있다.
빔을 성형한 이후, 시스템은 빔을 빔 조향 플레이트 또는 웨지(예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4a 내지 도 4c의 빔 조향 웨지(320 및 322))로 지향시킬 수 있다(단계(940)). 빔 조향 플레이트를 사용하여, 시스템은 빔을 변위시킬 수 있다(단계(950)). 빔의 변위는 공식
Figure 112020032168668-pct00006
을 사용하여 계산될 수 있는데, 여기서
Figure 112020032168668-pct00007
는 조향 웨지의 틸팅 각도, n은 조향 웨지의 굴절률, 그리고 Δy는 빔의 변위이다.
빔을 변위시킨 이후, 시스템은 (예를 들면, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4a 내지 도 4c의 미러(330)를 사용하여) 빔을 웨이퍼로 반사시킬 수 있다(단계(960)). 반사의 각도는, 빔의 흡수를 최적화하기 위해, 빔으로 하여금 대략 76°의 브루스터 각도에서 웨이퍼와 교차하게 하도록 구성될 수 있다. 상기에서 논의되는 바와 같이, 몇몇 실시형태에서, 대략 66° 내지 86° 범위 내의 각도는 또한, 웨이퍼 상에 효과적인 조명을 제공할 수 있다. 추가적으로, 미러의 반사는 아나모픽 빔으로 하여금 원형 또는 타원형 단면을 가지고 웨이퍼와 교차하게 할 수 있다.
실시형태는 다음의 조항(clause)을 사용하여 추가로 설명될 수도 있다:
1. 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템으로서,
빔을 방출하기 위한 레이저 소스;
방출된 빔을 균질화하기 위한 빔 균질기;
아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 방출된 빔을 성형하도록 구성되는 빔 성형기; 및
성형된 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키도록 구성되는 드라이버를 포함하되;
레이저 소스, 빔 성형기, 및 드라이버는 동축으로 정렬된다.
2. 조항 1의 시스템으로서, 레이저 소스는 레이저 다이오드이다.
3. 조항 1의 시스템으로서, 레이저 소스는 시준된 레이저이다.
4. 조항 1 내지 조항 3 중 임의의 하나의 시스템으로서, 아나모픽 프리즘 그룹은 두 개 이상의 프리즘의 그룹을 포함한다.
5. 조항 4의 시스템으로서, 두 개 이상의 프리즘은 동일한 기하학적 형상을 갖는다.
6. 조항 1 내지 조항 5 중 임의의 하나의 시스템으로서, 아나모픽 프리즘 그룹은 빔을 성형하되, 빔을 성형하는 것은 빔의 사이즈 및 애스펙트 비를 수정하는 것을 포함한다.
7. 조항 1 내지 조항 6 중 임의의 하나의 시스템으로서, 아나모픽 프리즘 그룹은 입력 빔과 동축으로 정렬되는 출력 빔을 생성한다.
8. 조항 1 내지 조항 7 중 임의의 하나의 시스템으로서, 드라이버는 빔을 지향시키기 위한 하나 이상의 웨지를 포함한다.
9. 조항 1 내지 조항 7 중 임의의 하나의 시스템으로서, 드라이버는 빔을 지향시키기 위한 하나 이상의 플레이트를 포함한다.
10. 조항 1 내지 조항 9 중 임의의 하나의 시스템으로서, 드라이버는 빔을 웨이퍼로 반사시키기 위한 미러를 포함하되, 미러는, 빔이 실질적으로 원형의 단면을 가지고 웨이퍼와 교차하도록 빔을 수정하기 위한 각도에서 배치된다.
11. 조항 10의 시스템으로서, 미러는 또한, 빔으로 하여금, 66°와 86° 사이의 각도에서 웨이퍼와 교차하게 하도록 배치된다.
12. 조항 1 내지 조항 11 중 임의의 하나의 시스템으로서, 빔 균질기는 구면 수차 균질기이다.
13. 광 빔 스팟을 제어하기 위한 방법으로서, 방법은:
레이저 소스로부터 빔을 방출하는 것;
빔 균질기를 사용하여 방출된 빔을 균질화하는 것;
아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 방출된 빔을 성형하는 것;
성형된 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키는 것을 포함한다.
14. 조항 13의 방법으로서, 아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 방출된 빔을 성형하는 것은 두 개 이상의 프리즘을 통해 방출된 빔을 통과시키는 것을 포함한다.
15. 조항 13 및 조항 14 중 임의의 하나의 방법으로서, 아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 방출된 빔을 성형하는 것은 동일한 기하학적 형상을 갖는 두 개 이상의 프리즘을 통해 방출된 빔을 통과시키는 것을 더 포함한다.
16. 조항 15의 방법으로서, 방출된 빔을 두 개 이상의 프리즘을 통해 통과시키는 것은 두 개 이상의 프리즘에 대한 입력 빔과 동축으로 정렬되는 두 개 이상의 프리즘으로부터의 출력 빔을 더 포함한다.
17. 조항 13 내지 조항 16 중 임의의 하나의 방법으로서, 빔을 성형하는 것은 빔의 사이즈 및 애스펙트 비를 수정하는 것을 포함한다.
18. 조항 13 내지 조항 17 중 임의의 하나의 방법으로서, 방출된 빔을 지향시키는 것은 하나 이상의 웨지를 사용하여 방출된 빔을 지향시키는 것을 더 포함한다.
19. 조항 13 내지 조항 18 중 임의의 하나의 방법으로서, 방출된 빔을 지향시키는 것은:
빔을 웨이퍼로 반사시키기 위한 미러를 사용하여 방출된 빔을 지향시키는 것; 및
빔이 실질적으로 원형의 단면을 가지고 웨이퍼와 교차하도록 빔을 성형하기 위한 각도에서 미러를 배치하는 것을 더 포함한다.
20. 조항 19의 방법으로서, 미러를 배치하는 것은 빔으로 하여금 76°에서 웨이퍼와 교차하게 하기 위한 각도에서 미러를 배치하는 것을 포함한다.
본 발명은 상기에서 설명되고 첨부하는 도면에서 예시된 정확한 구성으로 제한되지 않는다는 것, 및 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 인식될 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다는 것이 의도된다.

Claims (15)

  1. 광 빔의 고급 전하 제어(advanced charge control)를 위한 시스템으로서,
    빔을 방출하기 위한 레이저 소스;
    상기 방출된 빔을 균질화하기 위한 빔 균질기(beam homogenizer);
    아나모픽 프리즘 그룹(anamorphic prism group)을 사용하여 상기 방출된 빔을 성형하도록 구성되는 빔 성형기(beam shaper) - 상기 아나모픽 프리즘 그룹은 두 개 이상의 프리즘의 그룹을 포함하고, 두 개 이상의 프리즘의 상기 그룹에 진입하고 두 개 이상의 프리즘의 상기 그룹을 빠져나오는 상기 빔이 동축으로 정렬되도록 두 개 이상의 프리즘의 상기 그룹은 동축으로 정렬됨 - ; 및
    상기 성형된 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키도록 구성되는 드라이버를 포함하되;
    상기 레이저 소스, 상기 빔 성형기, 및 상기 드라이버는 동축으로 정렬되고,
    상기 두 개 이상의 프리즘은 동일한 기하학적 형상을 갖는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 소스는 레이저 다이오드인, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 소스는 시준된 레이저(collimated laser)인, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아나모픽 프리즘 그룹은 상기 빔을 성형하고, 상기 빔을 성형하는 것은 상기 빔의 사이즈 및 애스펙트 비(aspect ratio)를 수정하는 것을 포함하는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아나모픽 프리즘 그룹은 입력 빔과 동축으로 정렬되는 출력 빔을 생성하는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버는 상기 빔을 지향시키기 위한 하나 이상의 웨지(wedge)를 포함하는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버는 상기 빔을 지향시키기 위한 하나 이상의 플레이트를 포함하는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 드라이버는 상기 빔을 상기 웨이퍼로 반사시키기 위한 미러를 포함하고, 상기 미러는, 상기 빔이 실질적으로 원형의 단면을 가지고 상기 웨이퍼와 교차하도록 상기 빔을 수정하기 위한 각도에서 배치되는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 미러는 또한, 상기 빔으로 하여금, 66°와 86° 사이의 각도에서 상기 웨이퍼와 교차하게 하도록 배치되는, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 빔 균질기는 구면 수차 균질기(spherical aberration homogenizer)인, 광 빔의 고급 전하 제어를 위한 시스템.
  12. 광 빔 스팟을 제어하기 위한 방법으로서,
    레이저 소스로부터 빔을 방출하는 단계;
    빔 균질기를 사용하여 상기 방출된 빔을 균질화하는 단계;
    아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 상기 방출된 빔을 성형하는 단계 - 상기 아나모픽 프리즘 그룹을 사용하여 상기 방출된 빔을 성형하는 단계는 동일한 기하학적 형상을 갖는 두 개 이상의 프리즘을 통해 상기 방출된 빔을 통과시키는 단계를 더 포함하고, 상기 프리즘 그룹에 진입하고 빠져나오는 상기 빔은 동축으로 정렬됨 - ; 및
    상기 성형된 빔을 웨이퍼 상의 명시된 위치로 지향시키는 단계를 포함하는, 광 빔 스팟을 제어하기 위한 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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