波束成形器、退火系统、热处理法和半导体装置制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种波束成形器、采用该波束成形器的退火系统、对基底进行热处理的方法和制造半导体装置的方法。所述处理系统包括：能量源，产生沿着能量束路径发射的能量束。波束截面成形器沿着能量束路径布置，接收入射能量束并修改入射能量束的截面形状以输出形状修改的能量束。波束强度成形器沿着能量束路径布置，接收具有第一强度轮廓的入射能量束并输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2012年9月19日提交到韩国知识产权局的第10-2012-0104116号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用包含于此。
技术介绍
在半导体装置的制造中，存在持续的朝着增加的集成度的趋势。因此，存在在半导体基底上形成不断减小的规模的图案的增加的需求。为了满足这种需求，在光刻法中用于在半导体装置上形成图案的光源的波长已变得更短。例如，在以前，光刻处理使用具有g线波段(例如，大约436nm)或i线波段(例如，大约365nm)的光源。随着对更高集成度的需求，具有深紫外波段的光源(例如，ArF激光)的使用继续变得更加普遍。另外，使用具有极紫外(EUV)波段的光源的光刻处理甚至可能很快变得普及。
技术实现思路
本公开涉及一种被构造为修改入射能量束的强度分布的光学部件。本公开还涉及使用这种光学部件的热处理系统。本公开还涉及对基底进行热处理的方法。本公开还涉及对反射光掩模进行热处理的方法。本公开还涉及使用热处理的光掩模形成半导体装置的方法。在一个方面，一种处理系统包括:能量源，产生沿着能量束路径发射的能量束；波束截面成形器，沿着能量束路径布置，接收入射能量束，并修改入射能量束的截面形状以输出形状被修改的能量束；和波束强度成形器，沿着能量束路径布置，接收具有第一强度轮廓的入射能量束并输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度。在一些实施例中，所述处理系统还包括:载物台，沿着能量束路径布置，基底位于载物台上，并且强度被修改的能量束入射到载物台。在一些实施例中，载物台被构造和布置为容纳基底。在一些实施例中,基底包括光掩模和晶片中的至少一个。在一些实施例中，基底包括芯片。在一些实施例中，载物台被构造和布置为容纳包括多层吸收剂类型Mo/Si光掩模的基底，多层吸收剂类型Mo/Si光掩模被构造和布置为用于极紫外(EUV)反射类型光刻处理。在一些实施例中，入射到基底的强度被修改的能量束引起基底的目标区域的热处理。在一些实施例中，热处理在目标区域中导致基底被加热至基本上恒定的第一温度。在一些实施例中，第一温度大于熔化基底上的第一材料所需的温度。在一些实施例中，第一材料是作为加热至第一温度的结果而熔化的Si层。在一些实施例中，第一温度小于熔化基底上的第二材料所需的温度。在一些实施例中，第二材料是作为加热至第一温度的结果而未熔化的Mo层。在一些实施例中，热处理在目标区域以外的区域中导致基底被加热至小于第一温度的第二温度。在一些实施例中，第二温度小于熔化基底上的材料所需的温度。在一些实施例中，波束截面成形器包括从包括下面各项的组选择的至少一个光学兀件:透镜、反射镜、棱镜、偏振器、窗口和光栅。在一些实施例中，波束强度成形器包括从包括下面各项的组选择的至少一个光学元件:透镜、反射器、衍射光学元件(D0E)、空间光调制器(SLM)和数字反射镜装置(DMD)。在一些实施例中，能量源包括激光源，能量束是激光束。在一些实施例中，入射到波束强度成形器的能量束具有强度分布，以使在中心区域的强度大于在边缘区域的强度。在一些实施例中，入射到波束强度成形器的能量束具有高斯强度分布。在一些实施例中，强度被修改的能量束具有凹强度分布。在一些实施例中，凹强度分布在边缘区域具有第一平均强度并且在中心区域具有第二平均强度，第一平均强度为第二平均强度的大约1.3倍至大约15倍。在一些实施例中，第二强度足以熔化强度被修改的能量束所入射到的基底上的材料。在一些实施例中，由波束截面成形器输出的形状被修改的能量束入射到波束强度成形器上。在一些实施例中，由波束强度成形器输出的强度被修改的能量束入射到波束截面成形器上。在一些实施例中，由波束强度成形器输出的强度被修改的能量束的第二强度轮廓具有振荡分布，所述振荡分布具有局部最大值和局部最小值。在一些实施例中，第二强度轮廓的局部最小值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最小值小于在第二强度轮廓的中心区域的相对最小平均强度。在一些实施例中，第二强度轮廓的局部最大值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最大值大于在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。在一些实施例中，根据振荡轮廓的曲线拟合确定在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。在另一方面，一种波束强度成形器被构造和布置为接收具有第一强度轮廓的入射能量束并输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度。在一些实施例中，波束强度成形器包括从包括下面各项的组选择的至少一个光学元件:透镜、反射器、衍射光学元件(D0E)、空间光调制器(SLM)和数字反射镜装置(DMD)。在一些实施例中，入射到波束强度成形器的能量束具有强度分布，以使在中心区域的平均强度大于在边缘区域的平均强度。在一些实施例中，入射到波束强度成形器的能量束具有高斯强度分布。在一些实施例中，强度被修改的能量束具有凹强度分布。在一些实施例中，凹强度分布在边缘区域具有第一强度并且在中心区域具有第二强度，第一强度为第二强度的大约1.3倍至大约15倍。在一些实施例中，第二强度足以熔化强度被修改的能量束所入射到的基底上的材料。在一些实施例中，由波束强度成形器输出的强度被修改的能量束的第二强度轮廓具有振荡分布，所述振荡分布具有局部最大值和局部最小值。在一些实施例中，第二强度轮廓的局部最小值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最小值小于在第二强度轮廓的中心区域的相对最小平均强度。在一些实施例中，第二强度轮廓的局部最大值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最大值大于在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。在一些实施例中，根据振荡轮廓的曲线拟合确定在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。在另一方面，一种处理基底的方法包括:在能量源产生能量束；在波束截面成形器接收能量束，波束截面成形器修改能量束的截面形状以输出形状被修改的能量束；在波束强度成形器接收能量束，接收的能量束具有第一强度轮廓，波束强度成形器输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度；以及将强度被修改的能量束施加到位于载物台的基底，入射到基底的强度被修改的能量束用于处理基底。在一些实施例中，所述方法还包括:控制将强度被修改的能量束施加到基底的持续时间。在一些实施例中，基于Si和Mo的相对熔点确定施加强度被修改的能量束的持续时间。在一些实施例中，施加强度被修改的能量束的持续时间被确定，以选择性地熔化存在于基底中的Si，同时避免熔化存在于基底中的Mo。在一些实施例中,基底包括光掩模和晶片中的至少一个。在一些实施例中，基底包括芯片。在一些实施例中，基底包括光掩模，光掩模又被构造和布置为用于极紫外(EUV)光刻处理。在一些实施例中，载物台被构造并布置为容纳包括多层吸收剂类型Mo/Si光掩模的基底，多层吸收剂类型Mo/Si光掩模又被构造并布置为用于极紫外(EUV)反射类型光刻处理。[0051 ] 在一些实施例中，入射到基底以用于处理基底的强度被修改的能量束引起基底的目标区域的热处理。在一些实施例中，热处理在目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理系统，包括：能量源，产生沿着能量束路径发射的能量束；波束截面成形器，沿着能量束路径布置，接收入射能量束，并修改入射能量束的截面形状以输出形状被修改的能量束；和波束强度成形器，沿着能量束路径布置，接收具有第一强度轮廓的入射能量束并输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度。

【技术特征摘要】
2012.09.19 KR 10-2012-0104116;2013.03.08 US 13/791.一种处理系统，包括: 能量源，产生沿着能量束路径发射的能量束； 波束截面成形器，沿着能量束路径布置，接收入射能量束，并修改入射能量束的截面形状以输出形状被修改的能量束；和 波束强度成形器，沿着能量束路径布置，接收具有第一强度轮廓的入射能量束并输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度。2.如权利要求1所述的处理系统，还包括:载物台，沿着能量束路径布置，基底位于载物台上，并且强度被修改的能量束入射到载物台。3.如权利要求2所述的处理系统，其中，所述载物台被构造和布置为容纳基底。4.如权利要求3所述的处理系统，其中，所述基底包括光掩模和晶片中的至少一个。5.如权利 要求3所述的处理系统，其中，所述基底包括芯片。6.如权利要求2所述的处理系统，其中，所述载物台被构造和布置为容纳包括多层吸收剂类型Mo/Si光掩模的基底，多层吸收剂类型Mo/Si光掩模被构造和布置为用于极紫外(EUV)反射类型光刻处理。7.如权利要求2所述的处理系统，其中，入射到基底的强度被修改的能量束引起基底的目标区域的热处理。8.如权利要求7所述的处理系统，其中，所述热处理在目标区域中导致基底被加热至基本上恒定的第一温度。9.如权利要求8所述的处理系统，其中，所述第一温度大于熔化基底上的第一材料所需的温度。10.如权利要求9所述的处理系统，其中，所述第一材料是作为加热至第一温度的结果而熔化的Si层。11.如权利要求8所述的处理系统，其中，所述第一温度小于熔化基底上的第二材料所需的温度。12.如权利要求11所述的处理系统，其中，所述第二材料是作为加热至第一温度的结果而未熔化的Mo层。13.如权利要求8所述的处理系统，其中，所述热处理在目标区域以外的区域中导致基底被加热至小于第一温度的第二温度。14.如权利要求13所述的处理系统，其中，所述第二温度小于熔化基底上的材料所需的温度。15.如权利要求1所述的处理系统，其中，所述波束截面成形器包括从包括下面各项的组选择的至少一个光学兀件:透镜、反射镜、棱镜、偏振器、窗口和光栅。16.如权利要求1所述的处理系统，其中，所述波束强度成形器包括从包括下面各项的组选择的至少一个光学元件:透镜、反射器、衍射光学元件(DOE)、空间光调制器(SLM)和数字反射镜装置(DMD)。17.如权利要求1所述的处理系统，其中，所述能量源包括激光源，能量束是激光束。18.如权利要求1所述的处理系统，其中，入射到波束强度成形器的能量束具有强度分布，以使在中心区域的强度大于在边缘区域的强度。19.如权利要求18所述的处理系统，其中，入射到波束强度成形器的能量束具有高斯强度分布。20.如权利要求1所述的处理系统，其中，所述强度被修改的能量束具有凹强度分布。21.如权利要求20所述的处理系统，其中，所述凹强度分布在边缘区域具有第一平均强度并且在中心区域具有第二平均强度，第一平均强度为第二平均强度的大约1.3倍至大约15倍。22.如权利要求21所述的处理系统，其中，所述第二强度足以熔化强度被修改的能量束所入射到的基底上的材料。23.如权利要求1所述的处理系统，其中，由波束截面成形器输出的形状被修改的能量束入射到波束强度成形器上。24.如权利要求1所述的处理系统，其中，由波束强度成形器输出的强度被修改的能量束入射到波束截面成形器上。25.如权利要求1所述的处理系统，其中，由波束强度成形器输出的强度被修改的能量束的第二强度轮廓具有振荡分布，所述振荡分布具有局部最大值和局部最小值。26.如权利要求25所述的处理系统，其中，所述第二强度轮廓的局部最小值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最小值小于在第二强度轮廓的中心区域的相对最小平均强度。27.如权利要求25所述的处理系统，其中，所述第二强度轮廓的局部最大值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最大值大于在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。28.如权利要求27所述的处理系统，其中，根据振荡轮廓的曲线拟合确定在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。29.一种波束强度成形器，所述波束强度成形器被构造和布置为接收具有第一强度轮廓的入射能量束并输出具有第二强度轮廓的强度被修改的能量束，其中，所述第一强度轮廓在其中心区域具有相对最大平均强度，第二强度轮廓在其中心区域具有相对最小平均强度。30.如权利要求29所述的波束强度成形器，其中，所述波束强度成形器包括从包括下面各项的组选择的至少一个光学元件:透镜、反射器、衍射光学元件(DOE)、空间光调制器(SLM)和数字反射镜装置(DMD)。31.如权利要求29所述的波束强度成形器，其中，入射到波束强度成形器的能量束具有强度分布，以使在中心区域的平均强度大于在边缘区域的平均强度。32.如权利要求31所述的波束强度成形器，其中，入射到波束强度成形器的能量束具有高斯强度分布。33.如权利要求29 所述的波束强度成形器，其中，所述强度被修改的能量束具有凹强度分布。34.如权利要求33所述的波束强度成形器，其中，所述凹强度分布在边缘区域具有第一强度并且在中心区域具有第二强度，第一强度为第二强度的大约1.3倍至大约15倍。35.如权利要求34所述的波束强度成形器，其中，所述第二强度足以熔化强度被修改的能量束所入射到的基底上的材料。36.如权利要求29所述的波束强度成形器，其中，由波束强度成形器输出的强度被修改的能量束的第二强度轮廓具有振荡分布，所述振荡分布具有局部最大值和局部最小值。37.如权利要求36所述的波束强度成形器，其中，所述第二强度轮廓的局部最小值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最小值小于在第二强度轮廓的中心区域的相对最小平均强度。38.如权利要求36所述的波束强度成形器，其中，所述第二强度轮廓的局部最大值位于第二强度轮廓的边缘区域中，局部最大值大于在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。39.如权利要求38所述的波束强度成形器，其中，根据振荡轮廓的曲线拟合确定在第二强度轮廓的边缘区域的平均强度。40.一种处理基底的方法,包括: 在能...

【专利技术属性】
技术研发人员：金尚炫，查理·罗蒙，朴钟主，李东根，金成洙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：