[發明專利]無掩模曝光方法和設備以及制造半導體裝置的方法

在審

• 申請號: 201811351362.X
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109856924A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 李相珉;樸相玄;朱愿暾
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/027
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 趙南;張帆

本申請提供一種無掩模曝光方法、一種無掩模曝光設備和一種制造半導體裝置的方法。無掩模曝光方法包括:將從光源輸出的光空間調制成具有掩模圖案的圖案光束；將調制的圖案光束會聚成第一組點光束和第二組點光束，第一組點光束在實質上與目標層的曝光表面垂直的Z軸上具有第一焦點位置，第二組點光束具有與第一焦點位置不同的第二焦點位置；并且利用第一組點光束和第二組點光束掃描目標層。目標層具有第一高度和與第一高度不同的第二高度。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2017年11月14日提交的申請號為10-2017-0151818的韓國專利申請的優先權，其公開內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本發明的示例性實施例涉及無掩模曝光方法、無掩模曝光設備以及使用所述無掩模曝光方法制造半導體裝置的方法。更具體地，示例性實施例涉及使用空間光調制器的無掩模曝光方法、無掩模曝光設備以及使用所述無掩模曝光方法制造半導體裝置的方法。

背景技術

曝光設備可用于在例如平板顯示器(FPD)或半導體晶圓的基板上形成圖案。隨著基板尺寸增加和待形成的圖案需要提高精度，光掩模的制造成本增加。無掩模曝光設備可以實現成本降低。這種無掩模曝光設備可以使用一束點光束(spot beam)來曝光圖案,所述點光束通過具有空間光調制器(SLM)的光學系統被引導到基板的目標層上?？梢酝ㄟ^自動調焦功能一起調節所有點光束的焦點。然而，當目標層在單次掃描中在掃描曝光寬度內具有高度差異時，由于使用自動調焦功能使所有點光束的焦點一起改變，所以由于高度差異可以導致并非所有點光束精確地聚焦在具有不同高度的部分上。

發明內容

本發明的示例性實施例提供一種無掩模曝光方法，其能夠防止由于在小于掃描曝光寬度的區域內的高度差引起的散焦所導致的分辨率劣化。

本發明的示例性實施例提供一種使用上述無掩模曝光方法制造半導體裝置的方法。

本發明的示例性實施例提供一種用于執行上述方法的無掩模曝光設備。

根據本發明的示例性實施例，無掩模曝光方法包括：將從光源輸出的光空間調制為具有掩模圖案的圖案光束；將調制的圖案光束會聚成第一組點光束和第二組點光束，第一組點光束在實質上與目標層的曝光表面垂直的Z軸上具有第一焦點位置，第二組點光束具有與第一焦點位置不同的第二焦點位置；以及利用第一組點光束和第二組點光束掃描目標層。目標層具有第一高度和不同于所述第一高度的第二高度。

根據本發明的示例性實施例，制造半導體裝置的方法包括在基板上形成目標層。目標層具有第一高度和不同于第一高度的第二高度。該方法還包括：檢測第一高度和第二高度之間的高度差；基于檢測到的高度差生成曝光數據；將從光源輸出的光空間調制成具有掩模圖案的圖案光束；將調制的圖案光束會聚成第一組點光束和第二組點光束，第一組點光束在實質上與目標層的曝光表面垂直的Z軸上具有第一焦點位置，第二組點光束具有與第一焦點位置不同的第二焦點位置；以及根據曝光數據，利用第一組點光束掃描目標層的具有第一高度的第一部分，并且根據曝光數據，利用第二組點光束掃描目標層的具有第二高度的第二部分。

根據本發明的示例性實施例，無掩模曝光設備包括載臺，其支撐具有待曝光的目標層的基板。所述載臺使基板在至少一個方向上移動。該設備還包括：輸出光的光源；光調制器，其將輸出的光空間調制成具有掩模圖案的圖案光束；和多透鏡陣列，其包括第一微透鏡陣列組和第二微透鏡陣列組。第一微透鏡陣列組將調制的圖案光束會聚成第一組點光束，第一組點光束在實質上與目標層的曝光表面垂直的Z軸上具有第一焦點位置，并且第二微透鏡陣列組將調制的圖案光束會聚成具有與第一焦點位置不同的第二焦點位置的第二組點光束。

根據本發明的示例性實施例，具有掩模圖案的圖案光束被分別會聚成具有相對于曝光表面的第一焦點位置的第一組點光束和具有與第一焦點位置不同的第二焦點位置的第二組點光束，并且第一組點光束和第二組點光束被分別掃描到目標層的具有不同高度的部分上。