曝光设备和使用该曝光设备制造半导体装置的方法制造方法及图纸

提供了一种曝光设备和使用该曝光设备制造半导体装置的方法。所述曝光设备包括：用于晶圆的平台；第一光源，产生第一光束；曝光光学系统，接收第一光束，并且将第一光束作为曝光光束引导到晶圆的场中的曝光区域上；以及加热单元，包括产生第二光的第二光源，并且通过将第二光施加到曝光区域来加热曝光区域。

Exposure equipment and method for manufacturing semiconductor devices using the exposure equipment

【技术实现步骤摘要】
曝光设备和使用该曝光设备制造半导体装置的方法于2018年2月23日在韩国知识产权局提交的名称为“曝光设备和使用该曝光设备制造半导体装置的方法”的第10-2018-0022043号韩国专利申请通过引用全部包含于此。
本公开涉及一种曝光设备和使用该曝光设备制造半导体装置的方法。
技术介绍
半导体元件目前能够在低电压下高速运行。已经开发了制造半导体元件的工艺以增大半导体元件的集成密度。因此，高度缩放(highly-scaled)、高度集成的半导体元件图案可以形成为具有精细的宽度，并且以精细的节距分开。在用于形成单个半导体元件的多个曝光工艺期间保持对准是影响半导体制造的图案精度的重要因素。
技术实现思路
根据本公开的一些示例实施例，曝光设备包括：平台，装载晶圆；第一光源，产生第一光束；曝光光学系统，接收第一光束并且将第一光束作为曝光光束引导到晶圆的场中的曝光区域上；以及加热单元，包括第二光源，第二光源产生将被引导到曝光区域上的第二光束，以加热曝光区域。根据本公开的一些示例实施例，曝光设备包括：平台，容纳晶圆；曝光光学系统，基于第一波长的第一光将曝光光施加到晶圆的场中的曝光区域；以及加热单元，基于比第一波长长的第二波长的第二光将加热光施加到场。根据本公开的一些示例实施例，制造半导体装置的方法包括：在晶圆平台上装载晶圆；将具有第一波长的曝光光引导到晶圆的场中的曝光区域；以及将具有第二波长的加热光施加到曝光区域，第二波长与第一波长不同。附图说明通过参照附图详细描述示例性实施例，对于本领域技术人员而言，特征将变得明显，在附图中：图1示出了根据本公开的一些示例实施例的曝光设备的示意图；图2示出了用于解释图1的曝光设备的加热单元的操作的示意图；图3A示出了用于解释由图1的曝光设备执行的扫描式曝光工艺的示意图；图3B示出了示意图，该示意图示出由图3A的扫描式曝光工艺产生的晶圆上的热分布；图4示出了用于解释由图1的曝光设备执行的不同曝光工艺之间产生的热量的差异的曲线图；图5示出了图1的曝光设备的加热单元控制器的框图；图6示出了用于解释在由图1的曝光设备执行的曝光期间晶圆上的热分布的示意图；图7A和图7B示出了用于解释由图5的加热单元控制器产生的热量图(heatingmap)的示意图；图8示出了用于解释图1的曝光设备的加热单元的操作的图；图9示出了根据本公开的一些示例实施例的曝光设备的加热单元的操作的流程图；图10示出了根据本公开的一些示例实施例的曝光设备的加热单元的操作的流程图；以及图11A和图11B示出了用于解释根据本公开的一些示例实施例的曝光设备的操作的示意图。具体实施方式图1是根据本公开的一些示例实施例的曝光设备的示意图。参照图1，根据本公开的一些示例实施例的曝光设备可以包括第一光源100、反射表面110、掩模平台120、掩模(reticle)平台驱动单元125、曝光光学系统130、加热单元150、对准传感器160、水平传感器(levelsensor)170、晶圆平台180、晶圆平台驱动单元190和加热单元控制器200。第一光源100可以产生用于对晶圆W执行曝光的第一光束105。在一些示例实施例中，第一光源100可以是发射深紫外光的准分子激光器，例如，发射具有193nm的波长的第一光束105的氟化氩(ArF)光源。可选择地，第一光源100可以是发射具有13.5nm的波长的第一光束105的极紫外(EUV)光源。反射表面110可以改变第一光束105的光路以将第一光束105引导到掩模R上。图1示出了设置有单个反射表面110的示例。可选择地，可以设置多个反射表面110，可以设置多个反射表面和使光透射过的多个透镜二者，可以设置具有光功率的反射表面等，以将第一光束105引导到掩模R上。入射在反射表面110上的第一光束105可以从所述反射表面110反射到掩模R的第一表面上。掩模R可以在其第一表面上包括图案区域。图案区域可以阻挡从反射表面110提供到掩模R的第一光束105中的一些。第一光束105的未被图案区域阻挡的剩余部分可以入射到曝光光学系统130上。在一些示例实施例中，掩模R可以是用于正色调显影(PTD)的掩模。用于PTD的掩模R可以具有约10％至30％的透射率。也就是说，第一光束105的能量的70％至90％可以被掩模R阻挡，第一光束105的能量的10％至30％可以被提供给曝光光学系统130。在用于制造半导体装置的下层的曝光工艺中，可以使用用于PTD的掩模R。下层可以通过用于形成例如有源区域或栅极的线和间隔工艺(line-and-spaceprocess)来形成。可选择地，掩模R可以是用于负色调显影(NTD)的掩模。在这种情况下，用于NTD的掩模R可以具有约70％至80％的透射率。也就是说，第一光束105的能量的20％至30％可以被掩模R阻挡，第一光束105的能量的70％至80％可以被提供给曝光光学系统130。在用于制造半导体装置的上层的曝光工艺中，可以使用用于NTD的掩模R。上层可以通过用于形成例如接触件的工艺来形成。在需要极高精度的曝光工艺中，使用形成在晶圆和掩模上的对准标记来保持掩模与晶圆之间的对准。然而，如果使用不同的掩模(例如，具有不同透射率的掩模)来执行曝光，则会出现与对准有关的问题。此外，在曝光期间，掩模、曝光光学系统和晶圆都会吸收热能，因此，热膨胀。结果，会发生未对准。具体地，在使用用于PTD的掩模的第一曝光工艺期间提供给晶圆的曝光光的热能会与在使用用于NTD的掩模的第二曝光工艺期间提供给晶圆的曝光光的热能不同。也就是说，由于用于NTD的掩模具有比用于PTD的掩模的透射率高的透射率，因此在第二曝光工艺期间由晶圆接收的热能的量会比在第一曝光工艺期间由晶圆接收的热能的量大。例如，硅晶圆由于曝光光提供的热能而热膨胀。因为在第一曝光工艺和第二曝光工艺期间提供不同量的热能，所以硅晶圆在曝光期间膨胀的程度可能在第一曝光工艺期间与在第二曝光工艺期间不同。在第一曝光工艺与第二曝光工艺之间，晶圆的膨胀程度的差异会导致掩模未对准。图1的曝光设备包括加热单元150，所述加热单元150将热施加到晶圆W，因此可以补偿晶圆W的热膨胀的程度。稍后将描述由加热单元150执行的晶圆加热操作。掩模R可以被掩模平台120支撑。掩模平台120不仅相对于曝光光学系统130支撑掩模R，而且还可以借助于掩模平台驱动单元125在水平方向上(例如，与掩模R的上表面平行的方向，在图1的情况下，在左至右方向或前后方向上)移动掩模R。曝光光学系统130可以通过掩模R接收第一光束105，并且可以产生曝光光束L1以提供给晶圆W。曝光光学系统130可以包括例如多个透镜或镜子以及围绕透镜或镜子的主镜筒(bodytube)。曝光光学系统130可以与晶圆W相邻，例如，沿着光路位于掩模与晶圆W之间。图1示出了在竖直方向上曝光光学系统130与晶圆W叠置，但是本公开不限于此。曝光光学系统130可以将曝光光束L1提供到晶圆W，同时在竖直方向上不与晶圆W叠置。例如，一个或更多个反射表面可以将曝光光束L1引导到晶圆W上。图1的曝光设备可以以扫描方式执行曝光。因此，图1的曝光设备可以将曝光光束L1施加到场(field)内的被限定为曝光目标(即，晶圆W)的一部分的曝光区域，然后可以通过移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种曝光设备，所述曝光设备包括：用于晶圆的平台；第一光源，产生第一光束；曝光光学系统，接收第一光束，并且将第一光束作为曝光光束引导到晶圆的场中的曝光区域上；以及加热单元，包括第二光源，第二光源产生将被引导到曝光区域上的第二光束，以加热曝光区域。

【技术特征摘要】
2018.02.23 KR 10-2018-00220431.一种曝光设备，所述曝光设备包括：用于晶圆的平台；第一光源，产生第一光束；曝光光学系统，接收第一光束，并且将第一光束作为曝光光束引导到晶圆的场中的曝光区域上；以及加热单元，包括第二光源，第二光源产生将被引导到曝光区域上的第二光束，以加热曝光区域。2.根据权利要求1所述的曝光设备，其中，曝光光学系统将曝光光束引导到曝光区域上，并且加热单元同时加热曝光区域。3.根据权利要求2所述的曝光设备，其中：在场内沿着第一方向移动曝光区域的同时，曝光光学系统用于将曝光光束引导到曝光区域上，并且加热单元用于加热在第一方向上移动的曝光区域。4.根据权利要求1所述的曝光设备，其中，加热单元加热曝光光学系统已经对其施加了曝光光束的曝光区域。5.根据权利要求1所述的曝光设备，其中，第一光束具有与第二光束的波长不同的波长。6.根据权利要求5所述的曝光设备，其中：第一光源是氟化氩光源，并且第一光束具有193nm的波长。7.根据权利要求5所述的曝光设备，其中：第二光束具有425nm至800nm的波长。8.根据权利要求1所述的曝光设备，其中，曝光光学系统包括输出曝光光束作为线性光束的狭缝。9.根据权利要求1所述的曝光设备，所述曝光设备还包括：加热单元控制器，基于热量图控制加热单元，热量图基于第一晶圆表面温度数据和第二晶圆表面温度数据来生成，第一晶圆表面温度数据通过使用第一掩模对晶圆执行曝光来获得，第二晶圆表面温度数据通过使用第二掩模对晶圆执行曝光来获得。10.根据权利要求9所述的曝光设备，其中，第一掩模具有比第二掩模的透射率低的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张赞三，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR