EUV曝光装置、套刻校正方法和半导体器件制造方法制造方法及图纸

提供EUV曝光装置、套刻校正方法和半导体器件制造方法。EUV曝光装置包括：EUV光源；第一光学系统，配置为将来自EUV光源的EUV光传输到EUV掩模；第二光学系统，配置为将从EUV掩模反射的EUV光传输到晶片；掩模平台；晶片平台；以及控制单元，配置为控制掩模平台和晶片平台，其中，基于第一套刻参数与第二套刻参数之间的相关性，第一套刻参数通过校正第二套刻参数来校正，该第一套刻参数是在晶片上的各层之间的套刻误差的参数中的一个，第二套刻参数是所述套刻误差的参数中的另一参数。套刻误差的参数中的另一参数。套刻误差的参数中的另一参数。

【技术实现步骤摘要】
EUV曝光装置、套刻校正方法和半导体器件制造方法


[0001]本专利技术构思涉及曝光装置和套刻校正方法(overlay correction method)，更具体地，涉及使用极紫外(EUV)光的曝光装置以及使用该曝光装置的套刻校正方法。

技术介绍

[0002]近来，随着半导体电路的线宽变得越来越细，已经需要在电路的图案化期间使用发射更短波长的曝光光源。例如，EUV光已经被用作曝光光源。由于EUV光线的吸收特性，在EUV曝光工艺中通常使用反射EUV掩模。多个反射镜可以被包括在用于将EUV光线传输到EUV掩模的照射光学系统和用于将从EUV掩模反射的EUV光线投射到要被曝光的对象的投射光学系统中。随着曝光工艺的难度的增大，在EUV掩模和/或反射镜发生的小的误差可能导致在晶片上形成图案中的严重误差。

技术实现思路

[0003]本专利技术构思提供一种用于改进EUV曝光工艺中的套刻误差的极紫外(EUV)曝光装置以及使用该曝光装置的套刻校正方法和半导体器件制造方法。
[0004]根据本专利技术构思的一方面，一种EUV曝光装置包括：EUV光源，配置为发射EUV光；第一光学系统，配置为将来自EUV光源的EUV光传输到EUV掩模；掩模平台，配置为在其上放置EUV掩模；第二光学系统，配置为将从EUV掩模反射的EUV光传输到晶片平台；以及控制单元，配置为控制掩模平台和晶片平台，并基于第一套刻参数与第二套刻参数之间的相关性通过校正第二套刻参数来校正第一套刻参数，其中第一套刻参数是与在晶片上的各层之间的套刻误差相关的参数，第二套刻参数是与在晶片上的各层之间的套刻误差相关的另一参数。
[0005]根据本专利技术构思的另一方面，一种EUV曝光装置包括：EUV光源；掩模平台，配置为在其上放置EUV掩模；以及控制单元，配置为控制掩模平台，并通过校正第二套刻参数来校正在晶片上的各层之间的套刻误差参数当中的第一套刻参数，其中第一套刻参数与在垂直于EUV曝光工艺的扫描方向的第一方向上在轴的两侧三维地增大的误差有关，第二套刻参数与随着在第一方向上距所述轴的距离的增大而在扫描方向上二维地增大的误差有关。
[0006]根据本专利技术构思的另一方面，提供一种由极紫外(EUV)曝光装置执行的套刻校正方法，该方法包括：获得关于对其执行EUV曝光工艺的晶片上的各层之间的套刻误差的参数当中的第一套刻参数的数据，该第一套刻参数与在垂直于EUV曝光工艺的扫描方向的第一方向上在轴的两侧三维地增大的误差有关；基于第一套刻参数与第二套刻参数之间的相关性，计算套刻误差的参数当中的第二套刻参数的校正值，该第二套刻参数与随着在第一方向上距所述轴的距离的增大而在扫描方向上二维地增大的误差有关；在EUV曝光装置内反馈第二套刻参数的校正值；以及基于第二套刻参数的校正值，通过校正第二套刻参数来校正第一套刻参数。
[0007]根据本专利技术构思的另一方面，一种使用极紫外(EUV)曝光装置的半导体器件制造方法包括：由EUV曝光装置获得关于对其执行EUV曝光工艺的第一晶片上的各层之间的套刻
误差的参数当中的第一套刻参数的数据，该第一套刻参数与随着在垂直于EUV曝光工艺中的扫描方向的第一方向上从中心点到两侧的距离的增大而三维地增大的误差有关；基于第一套刻参数与第二套刻参数之间的相关性，由EUV曝光装置计算套刻误差的参数当中的第二套刻参数的校正值，其中第二套刻参数与随着在第一方向上到中心点的距离的增大而在扫描方向上二维地增大的误差有关；在EUV曝光装置内反馈第二套刻参数的校正值；通过EUV曝光装置对第二晶片执行EUV曝光工艺；图案化第二晶片；以及对第二晶片执行随后的半导体工艺，其中对第二晶片执行EUV曝光工艺包括：基于第二套刻参数的校正值，通过校正第二套刻参数来校正第一套刻参数。
附图说明
[0008]从以下结合附图的详细描述，本专利技术构思的示例实施方式将被更清楚地理解，附图中：
[0009]图1是示意性地示出根据本专利技术构思的一示例实施方式的极紫外(EUV)曝光装置的概念图；
[0010]图2是包括在图1的EUV曝光装置中的控制单元的详细框图；
[0011]图3A和图3B是用于说明套刻误差的剖视图；
[0012]图4A至图4C是用于说明套刻误差的参数的概念图；
[0013]图5A和图5B是用于说明套刻误差的参数RK12的矢量图和曲线图；
[0014]图6A和图6B是用于说明套刻误差的参数RK13的矢量图和曲线图；
[0015]图7A至图7D是用于说明根据本专利技术构思的一示例实施方式的通过EUV曝光装置对套刻误差的参数RK13进行校正的曲线图；
[0016]图8A和图8B是示意性地示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的使用EUV曝光装置的套刻校正方法的流程图；以及
[0017]图9A和图9B是示意性地示出根据本专利技术构思的一些示例实施方式的使用EUV曝光装置的半导体器件制造方法的流程图。
具体实施方式
[0018]在下文，将参照附图详细描述本专利技术构思的实施方式。在附图中相同的元件被赋予相同的附图标记，并在这里不被重复地描述。
[0019]当术语“约”或“基本上”在本说明书中结合数值使用时，所意欲的是相关数值包括在所述数值附近的制造公差(例如
±
10％)。此外，当词语“通常”和“基本上”结合几何形状使用时，所意欲的是不要求几何形状的精确性，但是形状的变化余地(latitude)在本公开的范围内。此外，无论数值或形状被修饰为“约”或“基本上”，将理解，这些值和形状应当被解释为包括在所述数值或形状附近的制造或操作公差(例如
±
10％)。
[0020]图1是示意性地示出根据本专利技术构思的一示例实施方式的极紫外(EUV)曝光装置的概念图。图2是包括在图1的EUV曝光装置中的控制单元的详细框图。
[0021]参照图1和图2，EUV曝光装置100可以包括EUV光源110、第一光学系统120、第二光学系统130、掩模平台140、晶片平台150、控制单元160和测量装置180。
[0022]EUV光源110可以配置为生成和输出在约5nm至50nm的波长范围内的高能量密度
EUV光L1。例如，EUV光源110可以生成并输出具有约13.5nm的波长的高能量密度EUV光L1。EUV光源110可以是基于等离子体的光源或同步辐射光源。这里，基于等离子体的光源是指生成等离子体并使用由该等离子体发射的光的光源，并可以包括激光产生等离子体(LPP)光源、放电产生等离子体(DPP)光源和/或其它类似光源。然而，EUV光源110不限于此。
[0023]基于等离子体的光源可以包括会聚反射镜诸如椭圆反射镜和/或球面反射镜，其配置为使EUV光集中并因此增大入射在第一光学系统120上的照射光的能量密度。
[0024]第一光学系统120可以包括多个反射镜。例如，第一光学系统120可以包括两个或三个反射镜。然而，第一光学系统120的反射镜的数量不限于两个或三个。第一光学系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种EUV曝光装置，包括：EUV光源，配置为发射EUV光；第一光学系统，配置为将来自所述EUV光源的所述EUV光传输到EUV掩模；掩模平台，配置为在其上放置所述EUV掩模；第二光学系统，配置为将从所述EUV掩模反射的所述EUV光传输到晶片平台；以及控制单元，配置为控制所述掩模平台和所述晶片平台并基于第一套刻参数与第二套刻参数之间的相关性通过校正所述第二套刻参数来校正所述第一套刻参数，其中所述第一套刻参数是与在所述晶片平台上的晶片上的各层之间的套刻误差相关的参数，所述第二套刻参数是与在所述晶片上的所述各层之间的所述套刻误差相关的另一参数。2.根据权利要求1所述的EUV曝光装置，其中所述第一套刻参数与在垂直于EUV曝光工艺中的扫描方向的第一方向上在轴的两侧三维地增大的误差有关，以及所述第二套刻参数与随着在所述第一方向上距所述轴的距离的增大而在所述扫描方向上二维地增大的误差有关。3.根据权利要求2所述的EUV曝光装置，其中所述相关性包括所述第二套刻参数的校正值与所述第一套刻参数的校正值之间的比率，以及所述第一套刻参数是由于所述第二套刻参数的所述校正而生成的寄生参数。4.根据权利要求3所述的EUV曝光装置，其中所述相关性是1:K，K在
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0.25至
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0.45的范围内，以及当所述误差的绝对值在第一象限和第三象限中根据在所述第一方向上的位置增大时，所述第一套刻参数的所述校正值具有正值，并且当所述误差的绝对值在第二象限和第四象限中根据在所述第一方向上的所述位置增大时，所述第一套刻参数的所述校正值具有负值。5.根据权利要求2所述的EUV曝光装置，其中所述相关性基于所述EUV曝光装置的非远心特性和以弯曲狭缝形式入射在所述EUV掩模上的所述EUV光，以及所述第二套刻参数的所述校正通过所述掩模平台绕所述第一方向作为轴旋转来执行。6.根据权利要求1所述的EUV曝光装置，其中所述控制单元基于所述相关性从关于所述第一套刻参数的数据提取所述第二套刻参数的校正值，并基于所述第二套刻参数的所述校正值控制所述掩模平台的旋转。7.根据权利要求6所述的EUV曝光装置，其中所述控制单元包括：掩模平台控制器，配置为控制所述掩模平台；晶片平台控制器，配置为控制所述晶片平台；数据获取单元，配置为接收关于所述第一套刻参数的所述数据；对准控制器，配置为基于所述相关性从所述数据计算所述第二套刻参数的所述校正值；以及
反馈单元，配置为将所述第二套刻参数的所述校正值传输到所述掩模平台控制器。8.根据权利要求1所述的EUV曝光装置，其中，当对于所述第二套刻参数的工艺余量为A时，所述第一套刻参数通过将所述第二套刻参数校正在A的范围内来校正。9.一种EUV曝光装置，包括：EUV光源；掩模平台，配置为在其上放置EUV掩模；以及控制单元，配置为控制所述掩模平台，并通过校正第二套刻参数来校正在晶片上的各层之间的套刻误差参数当中的第一套刻参数，其中所述第一套刻参数与在垂直于EUV曝光工艺中的扫描方向的第一方向上在轴的两侧三维地增大的误差有关，以及所述第二套刻参数与随着在所述第一方向上距所述轴的距离的增大而在所述扫描方向上二维地增大的误差有关。10.根据权利要求9所述的EUV曝光装置，其中所述第二套刻参数的校正值与所述第一套刻参数的校正值之间的相关性是1:K，其中K在
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0.25至
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0.45的范围内。11.根据权利要求9所述的EUV曝光装置，其中所述第二套刻参数的所述校正通过所述掩模平台绕所述第一方向作为轴旋转来执行，以及作为寄生参数的所述第一套刻参数通过所述掩模平台的所述旋转来校正。12.根据权利要求9所述的EUV曝光装置，其中所述控制单元基于关于所述第一套刻参数的数据提取所述第二套刻参...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斗珪，李承润，李汀镇，黄灿，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：