TW201925765A - 用於晶圓檢測的先進帶電控制器的方法和裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於一光束之先進電荷控制之系統及方法。該系統包含：一雷射源，其包含用於發射一光束之一雷射二極體；及一光束均勻器，其用以均勻化該經發射光束。該系統及該等方法進一步包含：一光束成形器，其經組態以使用一變形稜鏡群組塑形該經發射光束；及一驅動器，其經組態以將該經塑形光束導向至一晶圓上之一指定位置，其中該雷射源、該光束成形器及該驅動器同軸地對準。

Description

用於晶圓檢測的先進帶電控制器的方法和裝置
本發明大體上係關於帶電粒子束之領域，且更特定言之，係關於一種用於帶電粒子偵測之方法及裝置。
在積體電路(IC)之製造程序中，檢測未完成的或完成的電路組件以確保該等電路組件係根據設計製造且無缺陷。利用光學顯微鏡之檢測系統通常具有降至幾百奈米之解析度；且該解析度受光之波長限制。隨著IC組件之實體大小繼續縮減直至低於100或甚至低於10奈米，需要比利用光學顯微鏡之檢測系統具有更高解析度的檢測系統。
具有降至小於一奈米之解析度之帶電粒子(例如，電子)束顯微鏡，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)或透射電子顯微鏡(TEM)，充當用於檢測具有低於100奈米之特徵大小之IC組件的可實行的工具。藉由SEM，在檢測下，可將單一初級電子束之電子或複數個初級電子束之電子聚焦於晶圓的預定掃描部位處。初級電子與晶圓相互作用且可反向散射或可使晶圓發射次級電子。包含反向散射電子及次級電子之電子束之強度可基於晶圓的內部及/或外部結構之屬性變化且因此指示該晶圓是否具有缺陷。
然而，典型的電子束檢測工具可努力偵測各種類型的晶圓缺陷，藉此限制電子束檢測工具之有效性。一種改良缺陷偵測之方式係藉由使用雷射光束照明激活晶圓。對雷射光束之有效控制為此類型之照明帶來困難。如本文中所描述之解決方案之解決方案可改良檢測期間對晶圓之控制及照明。
本發明之實施例係關於用於晶圓檢測之先進電荷控制器及控制雷射光束照明之方法。符合本發明之實施例包括用於一光束之先進電荷控制之系統及方法，其包含：一光束均勻器，其用以均勻化經發射光束；一光束成形器，其經組態以使用一變形稜鏡群組塑形經發射光束；及一驅動器，其經組態以將經塑形光束導向至一晶圓上之一指定位置，其中雷射源、該光束成形器及該驅動器同軸地對準。
符合本發明之實施例進一步包括其中該雷射源為一雷射二極體且其中該雷射源為一經準直雷射之該系統。另外，實施例包括包含兩個或兩個以上稜鏡之一群組之一變形稜鏡群組。在一些實施例中，該兩個或兩個以上稜鏡具有相同幾何結構。在其他實施例中，該兩個或兩個以上稜鏡具有不同實施例。符合本發明之實施例進一步包括一光束均勻器，其為一基於球面像差之光束均勻器或一微透鏡光束均勻器。
符合本發明之另外實施例藉由修改該光束之大小及縱橫比進一步塑形該光束。本發明亦包括其中該光束進入及離開該稜鏡群組同軸地對準之實施例。
符合本發明之系統及方法進一步包括一驅動器，該驅動器包含用於導向該光束之一或多個楔形件或一或多個板。符合本發明之實施例包括一鏡面，該鏡面用於自該驅動器反射該光束使得該光束以一實質上圓形橫截面與該晶圓相交。另外，該鏡面可傾斜以使該反射光束與該晶圓以大約一76°角相交。
在以下描述中將部分闡述所揭示實施例的額外目標及優點，且該等額外目標及優點將部分自該描述顯而易見，或可藉由對該等實施例的實踐習得。所揭示實施例之該等目標及優點可藉由在申請專利範圍中所闡述之要素及組合來實現及獲得。
應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者皆僅為例示性及解釋性的，且並不限定如所主張之所揭示實施例。
現在將詳細參考例示性實施例，在附圖中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考附圖，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或類似元件。闡述於例示性實施例之以下描述中之實施並不表示符合本發明的所有實施。實情為，其僅為符合關於所附申請專利範圍中所列舉的本發明之態樣的裝置及方法之實例。
本發明之實施例係關於用於晶圓檢測之先進電荷控制器及控制雷射光束照明之方法。符合本發明之實施例包括用於光束之先進電荷控制之系統及方法，其包含：光束均勻器，其用以均勻化經發射光束；光束成形器，其經組態以使用變形稜鏡群組塑形經發射光束；及驅動器，其經組態以將經塑形光束導向至晶圓上之指定位置，其中雷射源、光束成形器及驅動器同軸地對準。
所描述的實施例容許有效照明晶圓以用於檢測。如本文中所描述，符合本發明之實施例可包括光源，諸如雷射發射二極體。此雷射具有高斯強度剖面，其並不較適合於照明晶圓以用於檢測之預期目的。因此，所描述實施例可使用各種類型的光束均勻器以處理雷射光束且將光束轉換為強度剖面。此經處理雷射接著可經發送通過一系列變形稜鏡，該等變形稜鏡以精確順序反射且折射雷射光束以修改雷射光束之大小及形狀。舉例而言，本文中所描述之實施例可使用稜鏡配置以將光束塑形成變形縱橫比，同時放大光束。光束接著可傳遞至光束轉向系統，該光束轉向系統包括用於將光束反射至晶圓上之板或楔形件及鏡面。楔形件或板可旋轉以使光束之路徑移位。取決於位移，光束將自鏡面反射離開且照明晶圓之一部分以用於檢測。當檢測晶圓之不同區域時，光束轉向板或楔形件可移動使得光束點移動至晶圓上之適當部位。另外，鏡面可傾斜以產生最大化晶圓對光束之吸收之最佳布魯斯特角(Brewster angle)。另外，因為該鏡面以一角度反射光束，所以反射射束在與晶圓相交時之縱橫比可自由稜鏡群組產生之變形縱橫比伸展成圓形橫截面。
使用稜鏡塑形光束可藉由去除移動部件及光束移動或可經調整所沿著之軸線或維度之數目來最小化整個系統之複雜性。符合本發明之稜鏡群組可沿著單一軸線變更且塑形光束。此可簡化對準，因為光束之移動僅需要沿著單一軸線受控制。此外，限制光束移動所沿著之軸線可簡化製造且最小化全部實施例之空間要求。另外，此等實施例可允許光束進入稜鏡群組及光束自稜鏡群組離開分別同軸地對準，從而進一步簡化其他組件之製造及對準。
如本文中所使用，除非另外具體說明，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若規定資料庫可包括A或B，則除非另外具體說明或不可行，否則資料庫可包括A，或B，或A及B。作為一第二實例，若規定資料庫可包括A、B或C，則除非另外具體說明或不可行，否則資料庫可包括A，或B，或C，或A及B，或A及C，或B及C，或A及B及C。
現將詳細參考實例實施例，其在附圖中予以說明。儘管在用於晶圓檢測之先進電荷控制之上下文中描述以下實施例，但本發明不限於此。可類似地施加用於光束之其他類型之電荷控制。
圖 1 說明符合本發明之實施例之例示性電子束檢測(EBI)系統100。如圖 1 中所展示，EBI系統100包括主腔室101、裝載/鎖定腔室102、電子束工具104及設備前端模組(EFEM) 106。電子束工具104位於主腔室101內。EFEM 106包括第一裝載埠106a及第二裝載埠106b。EFEM 106可包括額外裝載埠。第一裝載埠106a及第二裝載埠106b收納容納晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或待檢測之樣品的晶圓匣(晶圓及樣品在下文統稱為「晶圓」)。
EFEM 106中之一或多個機械臂(未展示)將晶圓運輸至裝載/鎖定腔室102。裝載/鎖定腔室102連接至裝載/鎖定真空泵系統(未展示)，其移除裝載/鎖定腔室102中之氣體分子以達至低於大氣壓之第一壓力。在達至第一壓力之後，一或多個機械臂(未展示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室102運輸至主腔室101。主腔室101連接至主腔室真空泵系統(未展示)，其移除主腔室101中之氣體分子以達至低於第一壓力之第二壓力。在達至第二壓力之後，晶圓經受電子束工具104之檢測。
現參考圖 2 ，其說明符合本發明之實施例之電子束工具104的例示性組件。如圖 2 中所展示，電子束工具104包括機動載物台200及晶圓固持器202，晶圓固持器202由機動載物台200支撐以固持待檢測之晶圓203。電子束工具104進一步包括物鏡總成204、電子偵測器206 (其包括電子感測器表面206a及206b)、物鏡孔徑208、聚光透鏡210、光束限制孔徑212、槍孔徑214、陽極216及陰極218。在一個實施例中，物鏡總成204可包括經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括磁極片204a、控制電極204b、偏轉器204c及激磁線圈204d。電子束工具104可另外包括能量色散X射線光譜儀(EDS)偵測器(未展示)以表徵晶圓上之材料。
藉由在陽極216與陰極218之間施加電壓來自陰極218發射初級電子束220。初級電子束220穿過槍孔徑214及光束限制孔徑212，此兩者可判定進入駐存在光束限制孔徑212下方之聚光透鏡210之電子束的大小。聚光透鏡210在光束進入物鏡孔徑208之前聚焦初級電子束220，以在電子束進入物鏡總成204之前設置電子束的大小。偏轉器204c使初級電子束220偏轉以促進晶圓上之光束掃描。舉例而言，在掃描程序中，偏轉器204c可受控制以在不同時間點將初級電子束220依序偏轉至晶圓203之頂部表面的不同部位上，以提供用於晶圓203之不同部分的影像重構之資料。此外，偏轉器204c亦可經控制以在不同時間點處將初級電子束220偏轉至特定部位處之晶圓203之不同側上，以提供用於彼部位處之晶圓結構的立體影像重構之資料。此外，在一些實施例中，陽極216及陰極218可經組態以產生多個初級電子束220，且電子束工具104可包括複數個偏轉器204c以同時將多個初級電子束220投影至晶圓之不同部分/側，從而提供用於晶圓203之不同部分的影像重構之資料。
激磁線圈204d及磁極片204a產生在磁極片204a之一端處開始且在磁極片204a之另一端處終止的磁場。晶圓203之正由初級電子束220掃描的部分可浸沒於磁場中且可帶電，此又產生一電場。該電場在初級電子束220與晶圓碰撞之前減少靠近晶圓之表面之衝擊初級電子束220的能量。與磁極片204a電隔離之控制電極204b控制晶圓上之電場，以防止晶圓之微拱起並確保適當光束聚焦。
在接收到初級電子束220後，可自晶圓203之部分發射次級電子束222。次級電子束222可在電子偵測器206之感測器表面206a及206b上形成光束點(例如，光束點240a及240b中之一者)。電子偵測器206可產生表示光束點之強度之信號(例如，電壓、電流等)，且將該信號提供至處理系統(圖 2 中未展示)。次級電子束222及所得光束點之強度可根據晶圓203之外部及/或內部結構而變化。此外，如上文所論述，初級電子束220可投影至晶圓之頂部表面的不同部位及/或特定部位處之晶圓之不同側上，以產生具不同強度之次級電子束222 (及所得光束點)。因此，藉由以晶圓203之部位映射光束點之強度，處理系統可重構反映晶圓203之內部及/或外部結構的影像。
電子束工具104可進一步包括先進電荷控制器230。先進電荷控制器230可包括光源230a、光束均勻器230b、光束230f、光束成形器230c、光束轉向楔形件230d及反射鏡面230e。下文更詳細地描述先進電荷控制器230之此等特徵中之每一者。先進電荷控制器230可將照明光束導向至晶圓203上之點。照明所檢測之晶圓上之點可改良晶圓203上之缺陷之缺陷偵測。
圖 3A 至圖 3C 為符合本發明之實施例的用於在檢測期間照明晶圓之例示性先進電荷控制器300之不同視圖。圖 3A 為先進電荷控制器300之透視圖。圖 3B 為先進電荷控制器300之側視圖。圖 3C 為先進電荷控制器300之正視圖。
先進電荷控制器300可包括光源301。在一些實施例中，光源301可為雷射二極體。在其他實施例中，光源301可為任何類型的雷射或光纖照明。光源301可發射用於先進電荷控制器300之光束302。光束302可為高斯光束。
不同光源亦可產生具有不同形狀之光束302。在一些實施例中，光源301可為產生具有3:2縱橫比之高斯光束302之雷射二極體。此類型的光束將具有類似於圖 5A 至圖 5D 中所展示之剖面的剖面，下文更詳細地描述。
在光源301發射光束302之後，光束302可穿過光束均勻器305。光束均勻器305可將光束302之高斯強度剖面轉換成如圖 5A 至圖 5D 中所展示之均一強度剖面，下文更詳細地描述。
在一些實施例中，光束均勻器305可為基於微透鏡之光束均勻器。基於微透鏡之光束均勻器可使用微透鏡陣列，諸如由Edmund Optics或Linos生產之微透鏡陣列，以將高斯光束302劃分成多個光束。此等光束接著可穿過額外微透鏡及球面透鏡以將多個光束組合成具有均一強度剖面之單一光束302。
在一些實施例中，光束均勻器305可為基於球面像差之光束均勻器。基於球面像差之光束均勻器可使用面向彼此之多個非球面透鏡以將高斯輸入光束轉換成均一輸出剖面。當高斯光束進入第一非球面透鏡時，光束之發散部分經重新導向至第二非球面透鏡，該第二非球面透鏡將光束路徑正規化為具有均一強度剖面之光束302。圖 5A 至圖 5D 中展示此等剖面差異之實例。
圖 5A 至圖 5D 展示光束302穿過光束均勻器305前後之光束302的各種剖面。圖 5A 為用於光束302之垂直的光束剖面，且圖 5B 為用於光束302之並行光束剖面。圖 5A 至圖 5B 中所展示之光束302的傾斜剖面表示高斯光束302自光源301發射時自高斯光束中心之強度的發散或衰減。此係光束302自光源301發射時之光束射線並不完全並行之結果。高斯光束302之垂直的剖面(例如，如圖 5A 中所展示)及並行的剖面(例如，如圖 5B 中所展示)可具有不同發散量。舉例而言，光束302之垂直的剖面可具有16°之發散度，而並行的剖面可具有10°之發散度。此發散度差異可指示光束在由光源301發射時之光束的橢圓形橫截面。
光束均勻器305將圖 5A 至圖 5B 中所展示之高斯剖面轉換為如圖 5C 至圖 5D 中所展示之平坦頂部剖面。類似於圖 5A 至圖 5B 中之剖面，圖 5C 中所展示之光束302之平坦頂部垂直的剖面可與圖 5D 中所展示之光束302之平坦頂部並行的剖面具有不同寬度。此寬度差異可表示變形高斯光束302在穿過光束均勻器305之後維持其變形縱橫比。圖 5C 至圖 5D 中所展示之光束302之平坦頂部剖面表示光束302在穿過光束均勻器305之後的均一強度分佈。光束302之均一強度可提供對來自圖 3A 至圖 3C 之先進電荷控制器300的晶圓之較佳照明。
返回參考圖 3A 至圖 3C ，光束302可離開光束均勻器305且進入包括稜鏡310及稜鏡312之同軸光束成形器。稜鏡310及稜鏡312可形成用於塑形光束302之稜鏡群組。先進電荷控制器300不限於稜鏡310及稜鏡312。稜鏡310及稜鏡312為例示性的。可使用一或多個稜鏡之任何稜鏡對或稜鏡群組。
此外，光束302輸入至稜鏡310可與光束302自稜鏡312離開同軸地對準。如圖 3B 至圖 3C 中所展示，光束302進入稜鏡群組且在相同平面中離開稜鏡群組。下文參考圖 6 更詳細地描述稜鏡310及稜鏡312之幾何結構。在一些實施例中，稜鏡310及稜鏡312可為相同幾何結構。
當光束302移動通過稜鏡310及稜鏡312時，稜鏡310及稜鏡312可反射且折射光束302以放大光束302及/或修改光束302之形狀。在一些實施例中，稜鏡310及稜鏡312可將光束302塑形成具有橢圓形橫截面而非圓形橫截面之變形形狀。折射量可取決於稜鏡之折射率。舉例而言，稜鏡310及稜鏡312可具有1.785之折射率。
圖 6A 至圖 6E 為符合本發明之實施例的包括變形稜鏡之例示性稜鏡群組。圖 6A 至圖 6E 可表示含有稜鏡310及312之稜鏡群組。圖 6A 可表示稜鏡310及稜鏡312之自上而下視圖。圖 6B 可表示稜鏡310及稜鏡312之配置之側視圖。稜鏡310及稜鏡312可為在不同定向上之相同稜鏡形狀。圖 6A 至圖 6B 表示用於稜鏡310及312之例示性量測及用於稜鏡310及312以符合本發明之實施例的方式之配置之例示性量測。基於如圖 6A 至圖 6B 中所展示之稜鏡310及312之配置及幾何結構，稜鏡310及稜鏡312可例如具有折射率1.785且導致光束302放大3.06倍。另外，折射及反射可產生具有縱橫比4:1之光束302。藉由修改稜鏡310及稜鏡312之光束幾何結構及折射率，可實現不同縱橫比及放大量。光束之改變量取決於許多因素，包括光束在與稜鏡之不同表面相交時光束之間的入射角。
圖 6C 至圖 6D 為含有稜鏡310及稜鏡312之例示性變形稜鏡群組之額外視圖。稜鏡310及稜鏡312可分別在每一稜鏡之表面中之一些上進一步包括鏡面或反射塗層。在一些實施例中，稜鏡310及稜鏡312可具有相同幾何結構且具有相同鏡面塗層部位。反射塗層可反射光束302而非允許光束302離開或進入稜鏡。藉由以特定方式對準稜鏡與鏡面塗層，(例如，如圖 6A 至圖 6D 中所展示)，包括稜鏡310及稜鏡312之稜鏡群組可在光束302移動通過稜鏡群組時塑形光束302，以例如放大光束橫截面，同時維持光束302分別進入稜鏡310及稜鏡312與光束302分別自稜鏡310及稜鏡312離開之同軸對準。圖 6A 至圖 6D 及稜鏡310以及稜鏡312為例示性的。不同稜鏡幾何結構可用於實現光束302之相同修改，同時亦維持同軸對準。此外，不同稜鏡幾何結構或材料可引起用於光束302之不同放大率及縱橫比以最佳化用於不同應用之光束。
圖 6E 為含有稜鏡310及稜鏡312之例示性變形稜鏡群組之額外視圖。圖 6E 可表示光束通過稜鏡310及312之路徑。另外，圖 6E 可展示具有寬度δ 之光束所發生之放大，該光束在穿過稜鏡310及312之後放大至寬度δ '' 。另外，圖 6E 可展示稜鏡310及312之相關特質，該等特質用於計算光束在穿過稜鏡310及312時之放大。舉例而言，光束之放大可使用以下數學關係集合來計算：
i+j= α
sin α=n sin j
90+λ=β
2λ=i
在使用如例如圖 6A 至圖 6D 及圖 6E 中所展示之稜鏡310及312中的經量測角度之情況下，由稜鏡310及312引起之光束之放大可使用以上數學關係來計算。
返回參考圖 3A 至圖 3C ，在光束302離開稜鏡312之後，光束302可穿過轉向楔形件320及322。轉向楔形件320及322可為可獨立移動之透明材料的板。在一些實施例中，轉向楔形件320及322可為平面平行板，其使用板之折射率以使光束302之部位位移。在其他實施例中，光束轉向可使用諸如光束位移光學件或圓形楔形稜鏡之不同轉向機構來完成。使用平面平行板可允許如參考圖 8 描述之光束302的位移，下文更詳細地描述。藉由使光束302之部位位移，轉向楔形件320及322可改變光束302之部位。藉由旋轉轉向楔形件320及322，先進電荷控制器300可移動光束302及晶圓340之目標特定部分的位移以用於照明(下文更詳細地描述)。
另外，光束轉向楔形件320及322可經組態以僅沿一個軸線旋轉。此可降低轉向楔形件320及322之複雜性，同時仍允許光束302之有效定位。
圖 8 為符合本發明之實施例的例示性轉向楔形件320。應瞭解，如圖 8 中所展示之轉向楔形件可與轉向楔形件320相同。如圖 8 中所展示，光束302可以角度Θ進入轉向楔形件320且以位移Δy 離開轉向楔形件320。位移Δy 可使用公式計算，其中Θ t 為轉向楔形件320之傾斜角且n 為玻璃板之折射率。在使用此公式之情況下，先進電荷控制器300可在光束302穿過轉向楔形件320時計算其位移。
返回參考圖 3A 至圖 3C ，光束302可離開轉向楔形件322且與反射鏡面330相交。反射鏡面330可將光束302反射至晶圓340。光束302可在點345處與晶圓340相交。當轉向楔形件320及322移動時，光束302之位移改變影響晶圓340上之點345之部位。反射鏡面330可經定向以反射光束302，使得光束302在點345處以大約76°之布魯斯特角與晶圓340相交。在大約76°之布魯斯特角下，可實現對光之最大吸收，從而允許晶圓340之最佳照明。應瞭解，儘管實現布魯斯特角為最佳的，但在一些實施例中，在大約66°至86°之範圍內之角度能夠有效地在檢測期間提供晶圓之照明。
另外，來自稜鏡312之光束 302之形狀可以適當縱橫比加以塑形，使得自鏡面330之反射離開可產生圓柱形點345。舉例而言，鏡面330可經配置以產生大約4之放大因數。在此實例中，具有4:1縱橫比之輸入光束302將引起自鏡面330反射離開，且基於該放大因數，產生晶圓340上之圓形點345。若需要橢圓形點345，則稜鏡310及稜鏡312可經調整使得在光束302自鏡面330反射之後，光束302之形狀產生橢圓形縱橫比。
圖 4A 至圖 4C 為符合本發明之實施例的用於在檢測期間照明晶圓之例示性先進電荷控制器400之不同視圖。
圖 4A 至圖 4C 中之先進電荷控制器400包括光源301、光束302、光束均勻器305、轉向楔形件320、轉向楔形件322、鏡面330、晶圓340及點345。此等組件中之每一者可與上文關於圖 3A 至圖 3C 中所展示之先進電荷控制器300所描述的組件相同。此等組件可與關於圖 3A 至圖 3C 所描述相同之規範、描述及功能性。先進電荷控制器400可與先進電荷控制器300在其稜鏡群組中具有不同稜鏡。此可允許先進電荷控制器400與先進電荷控制器300產生光束302之不同塑形。因此，先進電荷控制器400可為改變稜鏡群組以實現不同光束塑形結果之實例。因此，改變稜鏡群組可允許先進電荷控制器300及先進電荷控制器400適於不同應用或組態。
先進電荷控制器 400可包括稜鏡410及稜鏡412。不同於先進電荷控制器300中之稜鏡310及稜鏡312，稜鏡410及稜鏡412可為不同形狀。類似於先進電荷控制器300，稜鏡410及稜鏡412可放大光束302且修改光束302之形狀，同時維持光束302之同軸對準。
另外，先進電荷 控制器400不限於稜鏡410及稜鏡412。稜鏡410及稜鏡412為例示性的。一或多個稜鏡之任何稜鏡對或稜鏡群組可用於實現類似結果。
此外，光束 302輸入至稜鏡410可與光束302自稜鏡412離開同軸地對準。如圖 4B 至圖 4C 中所展示，光束302進入稜鏡群組且在相同平面中離開稜鏡群組。下文參考圖 7A 至圖 7C 更詳細地描述稜鏡410及稜鏡412之幾何結構。在一些實施例中，稜鏡410及稜鏡412可為不同幾何結構。具有不同幾何結構可簡化稜鏡410及稜鏡412之配置但可增加製造要求。藉由利用不同幾何結構，稜鏡410及稜鏡412可實現所需光束形狀，但亦允許先進電荷控制器400符合不同約束，諸如圖 1 之電子束工具104內之實體空間限制。
當光束302移動通過稜鏡410及稜鏡412時，稜鏡410及稜鏡412可反射且折射光束302以放大光束302及/或修改光束302之形狀。在一些實施例中，稜鏡410及稜鏡412可將光束302塑形成具有橢圓形橫截面之變形形狀。施加於光束302之反射及折射之量及順序可控制由稜鏡410及稜鏡412產生之特定所得縱橫比及放大率。
圖 7A 至圖 7D 為符合本發明之實施例的例示性變形稜鏡。圖 7A 至圖 7D 可表示含有稜鏡410及412之稜鏡群組。圖 7A 可表示稜鏡410及稜鏡412以及其配置之自上而下視圖。圖 7B 可表示稜鏡410及稜鏡412以及其配置之側視圖。稜鏡410及稜鏡412可為如圖 7A 至圖 7C 中所描繪之不同稜鏡形狀。圖 7A 至圖 7C 表示用於稜鏡410及412之例示性量測及用於稜鏡410及412以符合本發明之實施例的方式之配置之例示性量測。基於如圖 7A 至圖 7B 中所展示之稜鏡410及412之配置及幾何結構，稜鏡410及稜鏡412可例如具有折射率1.60且引起光束302放大2.83倍。另外，折射及反射可產生具有縱橫比4:1之光束302。
圖 7C 為含有稜鏡410及稜鏡412之例示性變形稜鏡群組之額外視圖。稜鏡410及稜鏡412可在稜鏡中之一者或兩個稜鏡之表面中之一些上進一步包括鏡面或反射塗層。反射塗層可將光束302反射回稜鏡內部而非允許光束302離開稜鏡。藉由以特定方式對準稜鏡與鏡面塗層，(例如，如圖 7A 至圖 7C 中所展示 )，包括稜鏡410及稜鏡412之稜鏡群組可在光束302移動通過稜鏡群組時塑形光束302，以例如放大光束橫截面同時維持光束302分別進入稜鏡410及稜鏡412與光束302分別自稜鏡410及稜鏡412離開同軸對準。圖 7A 至圖 7C 及稜鏡410以及稜鏡412為例示性的。不同稜鏡幾何結構可用於實現同軸對準中之光束302之相同修改。
圖 7D 為含有稜鏡410及稜鏡412之例示性變形稜鏡群組之額外視圖。
圖 7D 可表示光束通過稜鏡410及412之路徑。另外，圖 7D 可展示具有寬度δ 之光束發生之放大，該光束在穿過稜鏡410及412之後放大至寬度δ ' 。另外，圖 7D 可展示稜鏡410及412之相關特質，該等特質用於計算光束在穿過稜鏡410及412時之放大。舉例而言，光束之放大可使用以下數學關係集合來計算：
i= α +j
sin(90- α )= n sin j
90-γ+β=i
sin(γ)=n sin β
在使用如例如圖 7A 至圖 7C 及圖 7D 所展示之稜鏡410及412中的經量測角度之情況下，由稜鏡410及412引起之光束之放大可使用以上數學關係計算。
圖 9 為說明符合本發明之實施例 的用於照明光束之先進電荷控制之例示性方法900的流程圖。應易於瞭解，可變更所說明程序以刪除步驟或進一步包括額外步驟。方法900可由例如圖 1 之電子束工具104結合用於先進電荷控制(例如，圖 3A 至圖 3C 或圖 4A 至圖 4C 之先進電荷控制器300或400)之系統執行。
方法900藉由自光源(例如，自圖 3A 至圖 3C 及圖 4A 至圖 4C 之光源301)發射(步驟910)光束來開始。在一些實施例中，光源(例如，光源301)可為雷射二極體、另一類型之雷射或光纖照明。光源可發射高斯光束(例如，光束302)。
該系統可使用光束均勻器(例如，圖 3A 至圖 3C 或圖 4A 至圖 4C 之光束均勻器305)處理(步驟920)光束 。該系統可處理光束以藉由使用例如基於微透鏡之光束均勻器或基於球面像差之光束均勻器來消除非均一高斯強度。使用光束均勻器處理光束可將高斯光束轉換成平坦頂部剖面。
在處理該光束之後，該系統可使用稜鏡群組(例如，圖 3A 至圖 3C 及圖 6A 至圖 6D 之稜鏡310及稜鏡312，或圖 4A 至圖 4C 及圖 7A 至圖 7C 之稜鏡410及稜鏡412)塑形(步驟930)光束。塑形該光束可產生變形光束形狀及放大光束剖面。用於塑形之稜鏡可經配置成使得光束進入稜鏡群組之進入點及離開點同軸地對準。
在塑形該光束之後，該系統可將光束導向(步驟940)至光束轉向板或楔形件(例如，圖 3A 至圖 3C 及圖 4A 至圖 4C 之光束轉向楔形件320及322)。在使用光束轉向板之情況下，該系統可使光束位移(步驟950)。光束之位移可使用公式計算，其中Θ t 為轉向楔形件之傾斜角，n 為轉向楔形件之折射率，且Δy 為光束之位移。
在使光束位移之後，該系統可將光束反射(步驟 960)至晶圓(例如，使用圖 3A 至圖 3C 及圖 4A 至圖 4C 之鏡面330)。該反射角可經組態以使光束以大約76°之布魯斯特角與晶圓相交以最佳化光束之吸收。如上文所論述，在一些實施例中，在大約66°至86°之範圍內之角度亦可提供晶圓之有效照明。另外，鏡面之反射可使變形光束以圓形或橢圓形橫截面與晶圓相交。
可使用以下條項進一步描述 實施例： 1. 一種用於一光束之先進電荷控制之系統，該系統包含：
一雷射源，其用於發射一光束；
一光束均勻器，其用於均勻化該經發射光束；
一光束成形器，其經組態以使用一變形稜鏡群組塑形該經發射光束；及
一驅動器，其經組態以將該經塑形光束導向至一晶圓上之一指定位置，
其中該雷射源、該光束成形器及該驅動器同軸地對準。
2. 如條項1之系統，其中該雷射源為一雷射二極體。
3. 如條項1之系統，其中該雷射源為一經準直雷射。
4. 如條項1至3中任一項之系統，其中該變形稜鏡群組包含兩個或兩個以上稜鏡之一群組。
5. 如條項4之系統，其中該兩個或兩個以上稜鏡具有相同幾何結構。
6. 如條項1至5中任一項之系統，其中該變形稜鏡群組塑形該光束，其中塑形該光束包含修改該光束之大小及縱橫比。
7. 如條項1至6中任一項之系統，其中該變形稜鏡群組產生與一輸入光束同軸對準之一輸出光束。
8. 如條項1至7中任一項之系統，其中該驅動器包含用於導向該光束之一或多個楔形件。
9. 如條項1至7中任一項之系統，其中該驅動器包含用於導向該光束之一或多個板。
10. 如條項1至9中任一項之系統，其中該驅動器包含用於將該光束反射至該晶圓之一鏡面，其中該鏡面以一角度定位以修改該光束，使得該光束以一實質上圓形橫截面與該晶圓相交。
11. 如條項10之系統，其中該鏡面經進一步定位以使該光束與該晶圓以在66°與86°之間的一角度相交。
12. 如條項1至11中任一項之系統，其中該光束均勻器為一球面像差均勻器。
13. 一種用於控制一光束點之方法，該方法包含：
自一雷射源發射一光束；
使用一光束均勻器均勻化該經發射光束；
使用一變形稜鏡群組塑形該經發射光束；
將該經塑形光束導向至一晶圓上之一指定位置。
14. 如條項13之方法，其中使用該變形稜鏡群組塑形該經發射光束包含使該經發射光束穿過兩個或兩個以上稜鏡。
15. 如條項13至14中任一項之方法，其中使用該變形稜鏡群組塑形該經發射光束進一步包含使該經發射光束穿過具有相同幾何結構之兩個或兩個以上稜鏡。
16. 如條項15之方法，其中使該經發射光束穿過兩個或兩個以上稜鏡進一步包含來自該兩個或兩個以上稜鏡之一輸出光束，該輸出光束與至該兩個或兩個以上稜鏡之一輸入光束同軸對準。
17. 如條項13至16中任一項之方法，其中塑形該光束包含修改該光束之大小及縱橫比。
18. 如條項13至17中任一項之方法，其中導向該經發射光束進一步包含運用一或多個楔形件導向該經發射光束。
19. 如條項13至18中任一項之方法，其中導向該經發射光束進一步包含：
運用用於將該光束反射至該晶圓之一鏡面導向該經發射光束；及
以一角度定位該鏡面以塑形該光束，使得該光束以一實質上圓形橫截面與該晶圓相交。
20. 如條項19之方法，其中定位該鏡面包含以一角度定位該鏡面以用於使該光束與該晶圓以76°相交。
應瞭解，本發明不限於上文所描述及在附圖中所說明之確切構造，且可在不背離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。希望本發明之範疇應僅由隨附申請專利範圍限制。
100‧‧‧電子束檢測(EBI)系統
101‧‧‧主腔室
102‧‧‧裝載/鎖定腔室
104‧‧‧電子束工具
106‧‧‧設備前端模組(EFEM)
106a‧‧‧第一裝載埠
106b‧‧‧第二裝載埠
200‧‧‧機動載物台
202‧‧‧晶圓固持器
203‧‧‧晶圓
204‧‧‧物鏡總成
204a‧‧‧磁極片
204b‧‧‧控制電極
204c‧‧‧偏轉器
204d‧‧‧激磁線圈
206‧‧‧電子偵測器
208‧‧‧物鏡孔徑
210‧‧‧聚光透鏡
212‧‧‧光束限制孔徑
214‧‧‧槍孔徑
216‧‧‧陽極
218‧‧‧陰極
220‧‧‧初級電子束
222‧‧‧次級電子束
230‧‧‧先進電荷控制器
230a‧‧‧光源
230b‧‧‧光束均勻器
230c‧‧‧光束成形器
230d‧‧‧光束轉向楔形件
230e‧‧‧反射鏡面
230f‧‧‧光束
300‧‧‧先進電荷控制器
301‧‧‧光源
302‧‧‧光束
305‧‧‧光束均勻器
310‧‧‧稜鏡
312‧‧‧稜鏡
320‧‧‧轉向楔形件
322‧‧‧轉向楔形件
330‧‧‧鏡面
340‧‧‧晶圓
345‧‧‧點
400‧‧‧先進電荷控制器
410‧‧‧稜鏡
412‧‧‧稜鏡
900‧‧‧方法
910‧‧‧步驟
920‧‧‧步驟
930‧‧‧步驟
940‧‧‧步驟
950‧‧‧步驟
960‧‧‧步驟
Δy‧‧‧位移
圖 1 為說明符合本發明之實施例之例示性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。
圖 2 為說明符合本發明之實施例的可為圖 1 之例示性電子束檢測之部分的例示性電子束工具之示意圖。
圖 3A 至圖 3C 為說明符合本發明之實施例的用於晶圓照明之例示性先進電荷控制器之圖。
圖 4A 至圖 4C 為說明符合本發明之實施例的用於晶圓照明之例示性先進電荷控制器之圖。
圖 5A 至圖 5D 為符合本發明之實施例的例示性光束剖面。
圖 6A 至圖 6E 為符合本發明之實施例的例示性變形稜鏡對。
圖 7A 至圖 7D 為符合本發明之實施例的例示性變形稜鏡對。
圖 8 為符合本發明之實施例的轉向楔形件。
圖 9 為說明符合本發明之實施例的用於控制照明光束之例示性方法之流程圖。

Claims (15)

  1. 一種用於一光束之先進電荷控制之系統，該系統包含： 一雷射源，其用於發射一光束； 一光束均勻器，其用於均勻化該經發射光束； 一光束成形器，其經組態以使用一變形稜鏡群組塑形該經發射光束；及 一驅動器，其經組態以將該經塑形光束導向至一晶圓上之一指定位置， 其中該雷射源、該光束成形器及該驅動器同軸地對準。
  2. 如請求項1之系統，其中該雷射源為一雷射二極體。
  3. 如請求項1之系統，其中該雷射源為一經準直雷射。
  4. 如請求項1之系統，其中該變形稜鏡群組包含兩個或兩個以上稜鏡之一群組。
  5. 如請求項4之系統，其中該兩個或兩個以上稜鏡具有相同幾何結構。
  6. 如請求項1之系統，其中該變形稜鏡群組塑形該光束，其中塑形該光束包含修改該光束之大小及縱橫比。
  7. 如請求項1之系統，其中該變形稜鏡群組產生與一輸入光束同軸對準之一輸出光束。
  8. 如請求項1之系統，其中該驅動器包含用於導向該光束之一或多個楔形件。
  9. 如請求項1之系統，其中該驅動器包含用於導向該光束之一或多個板。
  10. 如請求項1之系統，其中該驅動器包含用於將該光束反射至該晶圓之一鏡面，其中該鏡面以一角度定位以修改該光束使得該光束以一實質上圓形橫截面與該晶圓相交。
  11. 如請求項10之系統，其中該鏡面經進一步定位以使該光束與該晶圓以在66°與86°之間的一角度相交。
  12. 如請求項1之系統，其中該光束均勻器為一球面像差均勻器。
  13. 一種用於控制一光束點之方法，該方法包含： 自一雷射源發射一光束； 使用一光束均勻器均勻化該經發射光束； 使用一變形稜鏡群組塑形該經發射光束； 將該經塑形光束導向至一晶圓上之一指定位置。
  14. 如請求項13之方法，其中使用該變形稜鏡群組塑形該經發射光束進一步包含：使該經發射光束穿過兩個或兩個以上稜鏡。
  15. 如請求項13之方法，其中使用該變形稜鏡群組塑形該經發射光束進一步包含：使該經發射光束穿過具有相同幾何結構之兩個或兩個以上稜鏡。
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