极紫外光曝光装置和方法及制造半导体器件的方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910628673.4 (22)申请日 2019.07.12 (30)优先权数据 10-2018-0124576 2018.10.18 KR (71)申请人 三星电子株式会社 地址 韩国京畿道 (72)发明人 李承润李斗珪张赞三 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 邵亚丽 (51)Int.Cl. G03F 7/20(2006.01) (54)发明名称 极紫外光曝光装置和方法及制造半导体器 件的方法 (57)摘要 提供了极紫外光(EUV)曝光装置和。

2、方法， 以 及通过使用该曝光方法制造半导体器件的方法， 其最小化EUV曝光工艺中由反射镜导致的误差以 改进套刻误差。 EUV曝光设备包括： EUV源， 配置为 生成和输出EUV； 第一照明光学器件， 配置为将 EUV传递到EUV掩模； 投影光学器件， 配置为将从 EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上； 激光 源， 配置为生成和输出激光束以用于加热； 以及 第二照明光学器件， 配置为将激光束照射到在投 影光学器件中所包括的至少一个反射镜上。 权利要求书3页 说明书13页 附图14页 CN 111077739 A 2020.04.28 CN 111077739 A 1.一种极紫外光(EUV)曝。

3、光装置， 包括： EUV源， 配置为生成并且输出EUV； 第一照明光学器件， 配置为将EUV传递到EUV掩模； 投影光学器件， 配置为将从EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上； 激光源， 配置为生成并且输出激光束； 以及 第二照明光学器件， 配置为将激光束照射到在投影光学器件中所包括的至少一个反射 镜上。 2.根据权利要求1所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得激光束经 过第二照明光学器件加热至少一个反射镜的一部分。 3.根据权利要求1所述的EUV曝光装置， 其中， 第二照明光学器件配置为通过使用二元 光栅、 狭缝板或数字微反射镜装置(DMD)中的至少一个来形成激光。

4、束的第一照明形状。 4.根据权利要求3所述的EUV曝光装置， 其中， 第二照明光学器件配置为进行以下中的 至少一个： 处理激光束以将第一照明形状形成为圆形照明、 环形照明、 双极照明或四极照明之一， 或者 处理激光束以将第一照明形状形成为圆形照明、 环形照明、 双极照明或四极照明之一 的负形。 5.根据权利要求3所述的EUV曝光装置， 其中， 第二照明光学器件配置为进行以下中的 至少一个： 处理激光束以将第一照明形状形成为具有与从EUV掩模所反射的EUV的第二照明形状 相同的形状， 或者 处理激光束以将第一照明形状形成为具有从EUV掩模所反射的EUV的第二照明形状的 负形。 6.根据权利要求1。

5、所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得当与曝光 目标的层之间的套刻误差的第一分量相关联的误差随着位置沿第一方向从中心向两侧远 离而三维地增加时， 所述激光束对第一分量进行补偿， 所述第一方向垂直于曝光工艺中的 扫描方向。 7.根据权利要求6所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得所述激光 束经过第二照明光学器件加热至少一个反射镜的第一部分或第二部分以对第一分量进行 补偿， 所述第一部分是至少一个反射镜的一部分， 所述第二部分是至少一个反射镜的除所 述第一部分之外的另一部分。 8.根据权利要求1所述的EUV曝光装置， 还包括： 温度传感器， 布置在至。

6、少一个反射镜的后表面上并且配置为测量至少一个反射镜的部 分或整体的温度。 9.根据权利要求1所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得激光束具 有不改变曝光目标的光刻胶的化学属性的波长。 10.一种极紫外光(EUV)曝光装置， 包括： EUV源， 配置为生成并且输出EUV； 第一照明光学器件， 配置为将EUV传递到EUV掩模； 权利要求书 1/3 页 2 CN 111077739 A 2 投影光学器件， 配置为将从EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上； 台， 配置为在其上容纳曝光目标； 以及 激光装置， 配置为生成激光束并且将激光束照射到在投影光学器件中所包括的至少一 。

7、个反射镜上以用于加热至少一个反射镜。 11.根据权利要求10所述的EUV曝光装置， 其中， 所述激光装置包括： 激光源， 配置为生成和输出激光束； 第二照明光学器件， 配置为将激光束照射到至少一个反射镜的一部分上； 以及 温度传感器， 布置在至少一个反射镜的后表面上并且配置为测量至少一个反射镜的部 分或整体的温度。 12.根据权利要求11所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得激光束 具有用于经过第二照明光学器件加热至少一个反射镜的一部分的照明形状。 13.根据权利要求11所述的EUV曝光装置， 其中 第二照明光学器件配置为通过使用二元光栅、 狭缝板或数字微反射镜装置(D。

8、MD)中的 至少一个来形成激光束的照明形状， 以及 第二照明光学器件配置为进行以下中的至少一个： 处理激光束以将照明形状形成为圆形照明、 环形照明、 双极照明或四极照明之一， 或者 处理激光束以将照明形状形成为具有圆形照明、 环形照明、 双极照明或四极照明之一 的负形。 14.根据权利要求11所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得当与曝 光目标的层之间的套刻误差的第一分量相关联的误差随着位置沿第一方向从中心向两侧 远离而三维地增加时， 激光束经过第二照明光学器件加热至少一个反射镜的第一部分和第 二部分以对第一分量进行补偿， 所述第一部分是至少一个反射镜的一部分， 所述第。

9、二部分 是至少一个反射镜的除所述第一部分之外的另一部分， 所述第一方向垂直于曝光工艺中的 扫描方向。 15.根据权利要求10所述的EUV曝光装置， 其中， 激光源配置为生成激光束， 使得激光束 具有不改变曝光目标的光刻胶的化学属性的波长。 16.一种极紫外光(EUV)曝光方法， 包括： 通过使用EUV源生成和输出EUV； 通过使用第一照明光学器件将EUV传递到EUV掩模； 通过使用投影光学器件将从EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上； 通过使用激光装置生成和输出激光束； 通过使用第二照明光学器件形成激光束的照明形状； 以及 将具有照明形状的激光束照射到在投影光学器件中所包括的至少一个反射镜。

10、上。 17.根据权利要求16所述的EUV曝光方法， 其中， 照射激光束包括： 通过使用激光装置经 过第二照明光学器件加热至少一个反射镜的一部分。 18.根据权利要求16所述的EUV曝光方法， 还包括： 在生成和输出激光束之前， 通过使用布置在至少一个反射镜的后表面上的温度传感器测量至少一个反射镜的部 分或整体的温度； 以及 权利要求书 2/3 页 3 CN 111077739 A 3 基于测量的温度计算要施加到至少一个反射镜的能量的量， 其中， 照射激光束包括通过使用激光装置将具有计算的能量的量的激光束照射到至少 一个反射镜。 19.根据权利要求18所述的EUV曝光方法， 其中 计算能量的量包。

11、括确定至少一个反射镜的第一部分， 所述第一部分是要施加激光束的 部分， 以及 照射激光束包括通过使用激光装置经过第二照明光学器件将激光束照射到确定的第 一部分上。 20.根据权利要求16所述的EUV曝光方法， 其中 照射激光束包括通过使用二元光栅、 狭缝板或数字微反射镜装置(DMD)中的至少一个 形成激光束的照明形状。 形成激光束的照明形状包括以下中的至少一个： 处理激光束以将照明形状形成为圆形照明、 环形照明、 双极照明或四极照明之一， 或者 处理激光束以将照明形状形成为具有圆形照明、 环形照明、 双极照明或四极照明之一 的负形。 21.根据权利要求16所述的EUV曝光方法， 其中， 照射激。

12、光束包括当与曝光目标的层之 间的套刻误差的分量相关联的误差随着位置沿第一方向从中心向两侧远离而三维地增加 时， 通过使用激光束经过第二照明光学器件加热至少一个反射镜的第一部分和第二部分以 对所述分量进行补偿， 所述第一部分是至少一个反射镜的一部分， 所述第二部分是至少一 个反射镜的除所述第一部分之外的另一部分， 所述第一方向垂直于曝光工艺中的扫描方 向。 22.一种制造半导体器件的方法， 所述方法包括： 通过使用极紫外光(EUV)源生成和输出EUV； 通过使用第一照明光学器件将EUV传递到EUV掩模； 通过使用投影光学器件将从EUV掩模所反射的EUV投影到晶片上， 所述晶片是曝光目 标； 通过。

13、使用激光装置生成和输出激光束； 通过使用第二照明光学器件形成激光束的照明形状； 将具有照明形状的激光束照射到在投影光学器件中所包括的至少一个反射镜上； 对晶片进行图案化； 以及 对晶片执行随后的半导体工艺。 23.根据权利要求22所述的方法， 其中， 照射激光束包括通过使用激光装置经过第二照 明光学器件加热至少一个反射镜的一部分。 24.根据权利要求22所述的方法， 其中， 照射激光束包括通过使用布置在至少一个反射 镜的后表面上的温度传感器来计算要施加到至少一个反射镜的能量的量。 25.根据权利要求22所述的方法， 其中， 照射激光束包括： 通过使用布置在至少一个反射镜的后表面上的温度传感器确。

14、定第一部分， 所述第一部 分是要施加激光束的部分； 和 计算要施加到第一部分的能量的量。 权利要求书 3/3 页 4 CN 111077739 A 4 极紫外光曝光装置和方法及制造半导体器件的方法 0001 对相关申请的交叉引用 0002 本申请要求于2018年10月18日向韩国知识产权局提交的第10-2018-0124576号韩 国专利申请的权益， 该韩国专利申请的公开内容通过引用整体并入于此。 技术领域 0003 本发明构思涉及曝光装置和/或曝光方法， 并且更具体地， 涉及使用极紫外光 (EUV)的曝光装置和/或方法和通过使用该曝光方法制造半导体器件的方法。 背景技术 0004 近来， 随。

15、着半导体电路线宽变得更精细， 需要具有更短波长的光源。 例如， EUV正被 用作曝光光源。 由于EUV的吸收特性， 在EUV曝光工艺(process)中正使用反射式EUV掩模 (mask)。 另外， 用于将EUV传递(transfer)到EUV掩模的照明(illumination)光学器件 (optics)和用于将从EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上的投影光学器件可以各自包 括多个反射镜(mirror)。 随着曝光工艺的技术水平逐渐地提高， EUV掩模或反射镜中发生的 小误差可能导致在晶片上形成图案时的严重误差。 发明内容 0005 本发明构思提供了极紫外光(EUV)曝光装置、 EUV曝。

16、光方法和/或通过使用该曝光 方法制造半导体器件的方法， 其减轻或最小化在EUV曝光工艺中由反射镜导致的误差， 以减 少套刻误差(overlay error)。 0006 根据本发明构思的示例实施例， 一种极紫外光(EUV)曝光装置包括： EUV源， 配置为 生成和输出EUV； 第一照明光学器件， 配置为将EUV传递到EUV掩模； 投影光学器件， 配置为将 从EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上； 激光源， 配置为生成并且输出激光束； 以及第二 照明光学器件， 配置为将激光束照射(irradiate)到在投影光学器件中所包括的至少一个 反射镜上。 0007 根据本发明构思的示例实施例， 一种。

17、极紫外光(EUV)曝光装置包括： EUV源， 配置为 生成和输出EUV； 第一照明光学器件， 配置为将EUV传递到EUV掩模； 投影光学器件， 配置为将 从EUV掩模所反射的EUV投影到曝光目标上； 台(stage)， 配置为在其上容纳(receive)曝光 目标； 以及激光装置， 配置为生成激光束并且将激光束照射到在投影光学器件中所包括的 至少一个反射镜上以用于加热至少一个反射镜。 0008 根据本发明构思的示例实施例， 一种极紫外光(EUV)曝光方法包括： 通过使用EUV 源来生成和输出EUV； 通过使用第一照明光学器件来将EUV传递到EUV掩模； 通过使用投影光 学器件来将从EUV掩模所。

18、反射的EUV投影到曝光目标上； 通过使用激光装置来生成和输出激 光束； 通过使用第二照明光学器件来形成激光束的照明形状， 并且将具有照明形状的激光 束照射到在投影光学器件中所包括的至少一个反射镜上。 0009 根据本发明构思的示例实施例， 一种制造半导体器件的方法包括： 通过使用极紫 说明书 1/13 页 5 CN 111077739 A 5 外光(EUV)源来生成和输出EUV； 通过使用第一照明光学器件来将EUV传递到EUV掩模； 通过 使用投影光学器件来将从EUV掩模所反射的EUV投影到晶片上， 该晶片是曝光目标； 通过使 用激光装置来生成和输出激光束； 通过使用第二照明光学器件来形成激光。

19、束的照明形状， 将具有照明形状的激光束照射到在投影光学器件中所包括的至少一个反射镜上； 对晶片进 行图案化； 以及对晶片执行随后的半导体工艺。 附图说明 0010 根据结合附图的以下详细说明， 将更加清楚地理解本发明构思的示例实施例， 在 附图中： 0011 图1是图示根据示例实施例的EUV曝光装置的概念图； 0012 图2A和图2B是用于描述套刻误差的横截面图； 0013 图3A至图3C是用于描述套刻分量(overlay component)的概念图； 0014 图4A和图4B分别是用于描述套刻误差的K13分量的矢量显示图和曲线图； 0015 图5A和图5B分别是示出套刻误差的K13分量与残。

20、差X之间的关系的概念图和示出 K13分量与残差预算(residual budget)之间的关系的曲线图； 0016 图6是示出基于曝光工艺的进展、 相对于晶片的套刻误差的K13分量变化的曲线 图； 0017 图7A和图7B是示出通过EUV掩模的EUV的照明形状， 照射到反射镜上的EUV的形状 以及与其相对应的温度轮廓(profile)的曲线图； 0018 图8A至图8D是在图1的EUV曝光装置中的第二照明光学器件中所包括的光学设备 (device)的概念图； 0019 图9A至图9C是示出基于通过第二照明光学器件的处理的激光束的照明形状的概 念图； 0020 图10A至图10D是用于描述在图1。

21、的EUV曝光装置中采用激光束加热反射镜的原理 的概念图； 0021 图11和图12是图示根据一些示例实施例的EUV曝光方法的过程的流程图； 以及 0022 图13是图示通过使用图11的曝光方法制造半导体器件的方法的过程的流程图。 具体实施方式 0023 在下文中， 将参考附图详细地描述一些示例实施例。 相同的附图标记指代相同的 元件， 并且将省略其重复的描述。 0024 图1是图示根据示例实施例的极紫外光(EUV)曝光装置100的概念图。 图2A和图2B 是用于描述套刻误差的横截面图。 0025 参考图1至图2B， 根据本示例实施例的EUV曝光装置100可以包括： EUV源110、 第一 照明。

22、光学器件(第1照明光学器件)120、 投影光学器件(投影光学器件)130、 激光源140、 第二 照明光学器件(第2照明光学器件)150、 晶片台160、 掩模支撑件165和控制器180。 0026 EUV源110可以生成并且输出在大约5nm至大约50nm的波长范围内具有高能量密度 的EUV L1。 例如， EUV源110可以生成并且输出与13.5nm的波长相对应的、 具有高能量密度的 EUV L1。 EUV源110可以包括基于等离子体的光源或同步加速辐射光源。 在此， 基于等离子体 说明书 2/13 页 6 CN 111077739 A 6 的光源可以表示生成等离子体并且使用基于等离子体发射。

23、的光的光源。 例如， 基于等离子 体的光源可以是激光产生的等离子体(LPP)光源或放电产生的等离子体(DPP)光源。 在根据 本示例实施例的EUV曝光装置100中， EUV源110可以包括例如基于等离子体的光源。 然而， 在 根据本示例实施例的EUV曝光装置100中， EUV源110不限于基于等离子体的光源。 为了增加 入射在第一照明光学器件120上的照明光的能量密度， 基于等离子体的光源可以包括会聚 (condense)反射镜， 诸如会聚EUV的椭圆反射镜和/或球面反射镜。 0027 第一照明光学器件120可以包括多个反射镜， 并且可以将从EUV源110所发射的EUV L1传递到EUV掩模M。

24、。 例如， 来自EUV源110的EUV L1可以被第一照明光学器件120a的反射镜 反射， 并且可以入射在布置在掩模支撑件(supporter)165上的EUV掩模M上。 0028 EUV掩模M可以是反射式掩模， 其包括反射区域和非反射和/或中间反射区域。 EUV 掩模M可以包括图案， 该图案包括： 在基板上的用于反射EUV的反射多层以及设置在反射多 层上的吸收层， 该基板包括低热膨胀系数材料(LTEM)， 诸如石英。 反射多层可以具有其中钼 (Mo)层和硅(Si)层交替堆叠数十层或更多层的结构。 吸收层可包括， 例如， TaN、 TaNO、 TaBO、 镍(Ni)、 金(Au)、 银(Ag)。

25、、 碳(C)、 碲(Te)、 铂(Pt)、 钯(Pd)、 铬(Cr)和/或类似物。 然而， 反射多 层的材料和吸收层的材料不限于上述材料。 在此， 吸收层可以对应于非反射和/或中间反射 区域。 0029 EUV掩模M可以反射经过第一照明光学器件120入射的EUV L1， 以允许EUV L1入射 在投影光学器件130上。 更详细地， EUV掩模M可以基于包括基板上的反射多层和吸收层的图 案的形状对来自第一照明光学器件120的照明光进行结构化以生成投影光， 并且可以允许 投影光入射在投影光学器件130上。 可以基于EUV掩模M上的图案经过至少二级衍射来结构 化投影光。 投影光可以在保留关于EUV掩。

26、模M的图案的形状的信息的同时入射在投影光学器 件130上， 并且可以穿过投影光学器件130以在曝光目标W上形成与EUV掩模M的图案相对应 的图像。 在此， 曝光目标W可以是包括诸如Si的半导体材料的衬底(substrate)(例如， 晶 片)。 在下文中， 曝光目标W和晶片可以可互换使用。 因此， 附图标记 “W” 也可以指代晶片。 曝 光目标W可以布置在晶片台160上。 晶片台160可以在笛卡尔坐标系中的x-y平面上沿x方向 和y方向移动， 并且可以沿与x-y平面垂直的z方向移动。 因此， 随着晶片台160移动， 曝光目 标W可以沿x方向、 y方向和z方向移动。 0030 投影光学器件130。

27、可以包括多个反射镜。 在图1中， 投影光学器件130被图示为包括 两个反射镜(例如， 第一反射镜132和第二反射镜134)， 但这是为了方便。 在其他示例实施例 中， 投影光学器件130可以包括更多个反射镜。 例如， 投影光学器件130通常可以包括四到八 个反射镜。 然而， 在投影光学器件130中所包括的反射镜的数目不限于此。 0031 激光源140可以生成并且输出反射镜加热激光束L2。 激光源140可以包括例如用于 生成红外(IR)激光束的IR激光源和用于生成UV激光束的紫外(UV)激光源。 然而， 激光源140 的种类不限于此。 例如， 在根据本示例实施例的EUV曝光装置100中， 激光源。

28、140的示例可以 包括用于生成满足以下条件的激光束L2的各种激光源。 激光束L2的条件可以包括： 用于向 反射镜施加能量以加热反射镜的条件， 和具有不改变曝光目标W上的光刻胶(photoresist) 的化学属性的波长的条件。 在一些示例实施例中， EUV曝光工艺可以与ArF浸没(ArFi)曝光 工艺一起执行， 并且激光束L2可以不包括在EUV曝光工艺中使用的EUV的波长和在ArFi曝光 工艺中使用的深UV(DUV)的波长。 说明书 3/13 页 7 CN 111077739 A 7 0032 第二照明光学器件150可以将从激光源140发射的激光束L2传递到投影光学器件 130的至少一个反射镜。

29、。 例如， 激光源140的激光束L2可以经过第二照明光学器件150直接地 照射到投影光学器件130的第一反射镜132。 在一些示例实施例中， 激光束L2可以经过第二 照明光学器件150直接地照射到投影光学器件130的除第一反射镜132之外的另一反射镜 上。 0033 第二照明光学器件150可以包括多个反射镜和具有各种功能的光学设备。 第二照 明光学器件150可以通过使用反射镜和光学设备来形成激光源140的激光束L2的照明形状。 以这种方式， 在根据本示例实施例的曝光装置100中， 第二照明光学器件150可以形成激光 束L2的照明形状， 激光束L2可以照射到例如第一反射镜132的部分区域上， 并。

30、且因此， 第一 反射镜132的部分区域可以被加热。 下面将参考图8A至图9C更详细地描述其中第二照明光 学器件150形成激光束L2的照明形状的示例。 0034 用于测量反射镜的部分或整体的温度的温度传感器170可以布置在激光束L2照射 到其上的第一反射镜132的后表面上。 温度传感器170可以测量第一反射镜132的温度， 并且 因此， 可以计算施加到第一反射镜132的热或能量的量。 例如， 在EUV曝光工艺中， 温度传感 器170可以基于施加到第一反射镜132的EUV L1来计算能量的第一量， 并且可以基于计算的 能量的第一量来计算通过激光束L2要施加到第一反射镜132的能量的第二量。 温度传。

31、感器 170可以基于第一反射镜132的每个部分中的EUV L1来计算温度和能量的量。 因为计算第一 反射镜132的每个部分的温度和能量的量， 所以可以确定通过激光束L2要向其施加能量的 第一反射镜132的区域， 并且可以计算要施加到所确定的区域的能量的量。 在测量第一反射 镜132的各个部分的温度的情况下， 多个温度传感器170可以分别地与第一反射镜132的各 部分相对应地布置在第一反射镜132的后表面上。 0035 以上已经将温度传感器170描述为仅布置在第一反射镜132上， 但是不限于此。 在 其他示例实施例中， 温度传感器170可以布置在EUV曝光装置100的其他反射镜上。 例如， 温 。

32、度传感器170可以布置在投影光学器件130的其他反射镜上和/或第一照明光学器件120的 反射镜上。 根据示例实施例， 除第一反射镜132之外， 激光束L2可以被传递到沿着激光束L2 的路径布置的反射镜， 并且最终被传递到曝光目标W上的光刻胶。 因此， 可以通过激光束L2 将特定量的能量施加到投影光学器件130的除第一反射镜132之外的其他反射镜。 因此， 在 多个温度传感器170分别地布置在反射镜上的情况下， 可以计算通过EUV光束L1和/或激光 束L2施加的能量。 如上所述， 因为激光束L2必须配置为不改变曝光目标W上的光刻胶的化学 属性， 所以激光束L2可以具有不改变该化学属性的波长。 例。

33、如， 在曝光目标W上的光刻胶与 EUV的波长和/或DUV的波长发生化学反应的情况下， 激光束L2可以具有除EUV的波长和DUV 的波长之外的波长。 0036 在EUV曝光装置100中可以包括控制器180， 用于控制EUV曝光装置100的各种操作 (例如， EUV源110、 第一照明光学器件(第1照明光学器件)120、 投影光学器件(投影光学器 件)130、 激光源140、 第二照明光学器件(第2照明光学器件)150、 晶片台160和/或掩模支撑 件165的操作(和/或计算)。 0037 控制器180可以采用处理电路(诸如包括逻辑电路的硬件、 包括软件的处理单元和 执行软件的核心， 或者硬件和处。

34、理单元的组合)来实施， 其配置为控制例如图11至图13中所 示的操作中的一些或所有。 例如， 处理电路可以包括但不限于处理器、 中央处理单元(CPU)、 说明书 4/13 页 8 CN 111077739 A 8 控制器、 算术逻辑单元(ALU)、 数字信号处理器、 微计算机、 现场可编程门阵列(FPGA)、 片上 系统(SoC)、 可编程逻辑单元、 微处理器或能够以定义的方式进行响应和执行指令的任何其 他设备。 0038 在根据本示例实施例的EUV曝光装置100中， 激光源140、 第二照明光学器件150和 温度传感器170可以配置(configure)用于加热反射镜的激光装置LA。 003。

35、9 根据本示例实施例的EUV曝光装置100可以通过使用激光装置LA以激光束L2来加 热投影光学器件130的至少一个反射镜， 从而最小化由反射镜导致的套刻误差。 在此， 在EUV 曝光工艺中， 由激光装置LA的激光束L2加热的反射镜可以对应于由于EUV L1的不均匀加热 而导致套刻误差的反射镜。 例如， 由激光装置LA的激光束L2加热的反射镜可以对应于与不 能通过物理致动而补救的套刻误差的分量相关联的反射镜。 0040 作为参考， 套刻可以表示对应于上层的当前层与下层重叠的程度。 在对上层执行 的曝光工艺中， 执行拍摄(shot)以基于下层的套刻掩模来尽可能多地与下层重合， 从而最 小化套刻误差。

36、。 当套刻误差大时(例如， 当下层与当前层之间的相对位置差大时)， 可能对半 导体器件的性能施加不利影响。 0041 参考图2A和图2B， 可以测量设置在作为下层的第一层210上的第一套刻标记OM1与 设置在作为上层的第二层220上的第二套刻标记OM2， 且可以计算第一套刻标记OM1与第二 套刻标记OM2之间的相对位置差以用于计算套刻误差。 当在第一层210上形成图案时， 可以 同时地形成第一套刻标记OM1； 而当在第二层220上形成图案时， 可以同时地形成第二套刻 标记OM2。 套刻标记可以以框型(box)图案形状或条型(bar)图案形状形成， 并且可以形成在 晶片的划道(scribe la。

37、ne)上。 然而， 套刻标记的形状或位置不限于此。 0042 图2B图示设置在半导体衬底201上的半导体器件。 例如， 可以在半导体衬底201上 形成包括源/漏区域202和栅电极210g的晶体管TR， 并且可以形成连接到栅电极210g的垂直 接触220c。 栅电极210g可以对应于设置在作为下层的第一层210上的图案， 而垂直接触220c 可以对应于设置在作为上层的第二层220上的图案。 当不存在套刻误差时， 垂直接触220c可 以沿第一方向(x方向)布置在栅电极210g的中心部分中。 然而， 如图2B所示， 由于各种原因， 栅电极210g和垂直接触220c可以具有沿第一方向(x方向)的第一套。

38、刻误差OE1。 当第一套刻 误差OE1大时， 垂直接触220c可能偏离栅电极210g并且可能连接到源/漏区域202； 或者垂直 接触220c可能仅与栅电极210g的一部分重叠并且可能连接到栅电极210g和源/漏区域202。 具有第一套刻误差OE1的垂直接触220c的连接结构可能导致严重误差， 诸如开路缺陷和/或 短路缺陷。 0043 套刻误差的分量可以彼此不同地区分， 并且特别地， 由于EUV扫描仪(scanner)或 EUV曝光装置的硬件限制， 套刻误差的分量中的一些不可能校正。 例如， 套刻误差的K13分量 可以表示在与扫描方向垂直的x方向上具有三维(3D)函数(function)形状的套。

39、刻失真， 并 且在传统的ArFi扫描仪中， 可以校正K13分量。 然而， EUV扫描仪具有与ArFi扫描仪不同的硬 件(HW)结构， 并且因此， 在EUV扫描仪中， 反射镜必须大幅移动大约100mm至大约150mm， 以便 补偿与0.5nm的等级相对应的K13分量。 因此， 在EUV曝光工艺中， 套刻误差的K13分量可以被 分类为不可能校正的分量。 将参考图3A至图3C来更详细地描述套刻误差的各种分量。 0044 根据本示例实施例的EUV曝光装置100可以通过使用激光装置LA的第二照明光学 器件150以激光束L2来加热投影光学器件130的至少一个反射镜的一部分， 从而最小化在 说明书 5/13。

40、 页 9 CN 111077739 A 9 EUV曝光工艺中由反射镜的不均匀温度分布导致的套刻误差。 例如， 根据本示例实施例的 EUV曝光装置100可以通过使用激光装置LA的第二照明光学器件150， 以激光束L2来加热投 影光学器件130的与套刻误差分量的K13分量的成因(cause)相对应的反射镜的一部分， 从 而校正K13分量。 除校正K13分量之外， 还可以通过传统方法校正套刻误差的其他分量， 从而 减小或最小化曝光目标W的套刻误差。 0045 图3A至图3C是用于描述套刻分量的概念图。 0046 参考图3A， 图示了与套刻误差分量当中的一阶相对应的线性分量。 例如， 在左上部 分中的。

41、K1分量可以表示沿第一方向(x方向)对一侧发生具有恒定大小的套刻误差的情况， 而在右上部分中的K2分量可以表示沿第二方向(y方向)对一侧发生具有恒定大小的套刻误 差的情况。 当沿第一方向(x方向)的套刻误差被称为dx并且沿第二方向(y方向)的套刻误差 被称为dy时， K1分量可以以dxk1的形式示出而K2分量可以以dyk2的形式示出。 在此， 第 一方向(x方向)可以是布置在EUV掩模M下的狭缝延伸的方向， 而第二方向(y方向)可以对应 于EUV曝光工艺中的扫描方向并且可以与第一方向(x方向)垂直。 0047 此外， 在左下部分中的K3分量可以表示沿第一方向(x方向)对两侧发生具有与位 置成比。

42、例的大小的套刻误差的情况， 而在右下部分中的K4分量可以表示沿第二方向(y方 向)对两侧发生具有与位置成比例的大小的套刻误差的情况。 因此， K3分量可以以dxk3*x 的形式示出， 而K4分量可以以dyk4*y的形式示出。 0048 除K1至K4分量之外的线性分量还可以包括以dxk5*y的形式示出的K5分量(未示 出)和以dyk6*x的形式示出的K6分量。 0049 参考图3B， 图示了与套刻误差分量当中的二阶相对应的非线性分量。 例如， 在左侧 部分中的K7分量可以表示沿第一方向(x方向)对两侧发生具有与位置的平方成比例的大小 的套刻误差的情况， 而在右侧部分中的K8分量可以表示沿第二方向。

43、(y方向)对两侧发生具 有与位置的平方成比例的大小的套刻误差的情况。 因此， K7分量可以以dxk7*x2的形式示 出， 而K8分量可以以dyk8*y2的形式示出。 0050 除K7和K8分量之外的二阶分量还可以包括： 以dxk9*x*y的形式示出的K9分量 (未示出)、 以dyk10*y*x的形式示出的K10分量(未示出)、 以dxk11*y2的形式示出的K11 分量(未示出)以及以dyk12*x2的形式示出的K12分量(未示出)。 0051 参考图3C， 图示了与套刻误差分量当中的三阶相对应的非线性分量。 例如， 左侧部 分中的K13分量可以表示沿第一方向(x方向)对两侧发生具有与位置的三。

44、次方成比例的大 小的套刻误差的情况， 而在右侧部分中的K14分量可以表示沿第二方向(y方向)对两侧发生 具有与位置的三次方成比例的大小的套刻误差的情况。 因此， K13分量可以以dxk13*x3的 形式示出， 而K14分量可以以dyk14*y3的形式示出。 0052 除K13和K14分量之外的三阶分量还可以包括： 以dxk15*x2*y的形式示出的K15 分量(未示出)、 以dyk16*y2*x的形式示出的K16分量(未示出)、 以dxk17*x*y2的形式示 出的K17分量(未示出)、 以dyk18*y*x2的形式示出的K18分量(未示出)、 以dxk19*y3的形 式示出的K19分量(未示。

45、出)以及以dyk20*x3的形式示出的K20分量(未示出)。 0053 可以通过ArFi曝光装置中的物理致动来校正套刻误差的K1至K19分量。 在此， 物理 致动可以表示向透镜提供压力或倾斜或者快速移动透镜的方法。 此外， 加热曝光目标(参见 图1的W)的方法可以被视为用于校正套刻误差的物理致动方法之一。 类似于ArFi曝光装置， 说明书 6/13 页 10 CN 111077739 A 10 EUV曝光装置100可以通过物理致动来校正套刻误差的K1至K12分量和K14至K19分量。 然而， 如上所述， 由于ArFi曝光装置与EUV曝光装置100之间的HW差异， EUV曝光装置100可能几乎 。

46、无法通过物理致动来校正K13分量。 0054 图4A和图4B分别是用于描述套刻误差的K13分量的矢量显示图和曲线图。 在图4B 的曲线图中， x轴表示位置(位置)， y轴表示套刻误差的大小(误差)， 而单位是仅示出相对大 小的任意单位(a.u.)。 0055 参考图4A和图4B， 图4A中的矢量50的大小和方向可以表示由K13分量导致的套刻 误差的大小和方向。 例如， 由K13分量导致的套刻误差的大小可以在远离第一方向(x方向) 的中心的方向上增加。 此外， 由K13分量导致的套刻误差的大小可以相对于位置三维地增 加。 即， 由K13分量导致的套刻误差的大小可以与位置的三次方成比例地增加。 0。

47、056 图4B示出了由K13分量导致的套刻误差的大小相对于位置三维地增加。 作为参考， x轴上的位置可以对应于图4A的第一方向(x方向)上的位置， 其中套刻误差最大的-7和7部 分可以是与图4A的矩形形状S的两侧相对应的部分。 图4A的矩形形状S可以是与曝光工艺中 的一次拍摄相对应的形状。 因此， 套刻误差在与一次拍摄中的两侧相对应的部分中最大， 并 且在相邻拍摄中以相同或基本相似的形式重复， 如图4B所示。 0057 图4A和图4B中所示的由K13分量导致的套刻误差可以表示在通过ArFi曝光工艺形 成下层并且通过EUV曝光工艺形成作为上层的当前层之后， 在两层(即， 下层和当前层)之间 测量。

48、的套刻误差。 在下文中， 套刻误差可以表示通过ArFi曝光工艺形成的下层与通过EUV曝 光工艺形成的当前层之间的套刻误差。 0058 图5A和图5B分别是示出套刻误差的K13分量与残差X(ResX)之间的关系的概念图 和示出K13分量与残差预算(residual budget)之间的关系的曲线图。 在图5B中， x轴表示 K13分量， y轴表示残差预算R-B， 而K13分量和残差预算中的每个的单位代表任意单位。 0059 参考图5A， 左侧部分示出了在不校正套刻误差的K13分量的情况下计算残差X值的 示例， 而右侧部分示出了根据本示例实施例的曝光装置100校正K13分量并且然后计算残差 X值的。

49、示例。 在此， 残差可以表示在校正套刻误差分量当中的所有可校正分量之后计算的平 均套刻误差值， 而残差X可以表示第一方向(x方向)上的平均套刻误差值。 换言之， 左侧部分 示出了在K13分量被视为不可校正分量的条件下计算残差X的示例， 而右侧部分示出了在根 据本示例实施例的曝光装置100作为可校正分量校正K13分量之后计算残差X的示例。 0060 在晶片W的每个部分中， 套刻误差被图示为矢量90。 在图5A中， 与套刻误差相对应 的矢量90相对地大， 但是可能在晶片W上出现与套刻误差相对应的大量矢量90而具有非常 精细的尺寸。 示出了， 由于校正K13分量， 右晶片W上的矢量90变小或被去除，。

50、 并且因此， 残 差X可以从A减小到A- 。 因此， 可以通过校正K13分量改进残差X。 此外， 当K13分量大时， 基于 K13分量的校正的残差X的改进程度可以进一步增加。 与K13分量的校正相关联的残差X的差 (例如， )可以被称为由K13分量或残差预算导致的套刻惩罚(overlay penalty)。 0061 参考图5B， 随着K13分量的值增加， 残差预算可以指数地增加。 各自在EUV曝光工艺 中使用的曝光装置和卡盘(chuck)彼此不同并且在右框中示出。 即， 分别地， N和M用于区分 EUV曝光工艺中使用的EVU曝光装置， 并且c1和c2用于区分布置在EUV曝光装置中的卡盘。 如。