CN108431693A - 制造用于光刻设备的表膜的方法、用于光刻设备的表膜、光刻设备、器件制造方法、用于处理表膜的设备和用于处理表膜的方法 - Google Patents

制造用于光刻设备的表膜的方法、用于光刻设备的表膜、光刻设备、器件制造方法、用于处理表膜的设备和用于处理表膜的方法 Download PDF

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Abstract

披露了制造用于光刻设备的表膜的方法。在一种配置中，该方法包括将至少一个石墨烯层(2)沉积在衬底(6)的平坦表面(4)上。该衬底包括第一衬底部分和第二衬底部分(12)。该方法还包括移除第一衬底部分，以便由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜(14)。该独立隔膜由第二衬底部分支撑。

Description

制造用于光刻设备的表膜的方法、用于光刻设备的表膜、光刻 设备、器件制造方法、用于处理表膜的设备和用于处理表膜的 方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年10月22日提交的欧洲申请15191052.8、于2016年2月22日提交的欧洲申请16156637.7、于2016年5月19日提交的欧洲申请16170384.8以及于2016年9月1日提交的欧洲申请16186851.8的优选权，这些欧洲申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及制造用于光刻设备的表膜的方法、用于光刻设备的表膜、光刻设备和器件制造方法。
背景技术
光刻设备是将所需的图案施加到衬底上(通常施加到衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如制造集成电路(IC)。在这种情况下，可以将可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成要在集成电路的单层上形成的电路图案。可以将该图案转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或更多个管芯)上。通常，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转移。通常，单个衬底将包含被连续产生图案的相邻目标部分的网络。
光刻被广泛地认为是制造IC以及其它器件和/或结构的关键步骤之一。然而，随着使用光刻术制造的特征的尺寸变得越来越小，光刻术正在变成能够制造小型IC或其它器件和/或结构的更为关键的因素。
图案印刷的极限的理论估计可以由瑞利(Rayleigh)分辨率准则给出，如等式(1)所示：
其中，λ是所使用辐射的波长，NA是用于印刷图案的投影系统的数值孔径，k1是过程依赖调节因子(也称为瑞利常数)，并且CD是所印刷的特征的特征尺寸(或临界尺寸)。根据等式(1)，可以通过下述三种方式来获得特征的最小可印刷尺寸的缩减：通过缩短曝光波长λ，通过增大数值孔径NA，或者通过减小k1的值。
为了缩短曝光波长并因此缩减最小可印刷尺寸，已经提出了使用极紫外(EUV)辐射源。EUV辐射是具有在10-20nm的范围内(例如在13-14nm的范围内)的波长的电磁辐射。已经进一步提出可以使用具有小于10nm(例如在5-10nm的范围内，诸如6.7nm或6.8nm)的波长的EUV辐射。这种幅射被称为极紫外辐射或软X射线辐射。可能的源包括例如激光产生的等离子体源、放电等离子体源、或基于由电子储存环提供的同步加速器辐射的源。
光刻设备包括图案形成装置(例如掩模或掩模版)。辐射通过图案形成装置或从图案形成装置反射而被提供，以便在衬底上形成图像。可以提供表膜以保护图案形成装置免受空浮颗粒和其它形式的污染的影响。图案形成装置的表面上的污染可能造成衬底上的制造缺陷。
也可以提供表膜以用于保护除图案形成装置之外的光学元件。也可以使用表膜以在光刻设备的彼此密封的区域之间提供用于光刻辐射的通道。也可以使用表膜作为滤波器。
表膜可以包括独立石墨烯隔膜。掩模组件可以包括保护图案形成装置(例如掩模)免受粒子污染的表膜。表膜可以由表膜框架支撑，从而形成表膜组件。表膜可以例如通过将表膜边界区域胶合到框架而附接至该框架。该框架可以永久性地或者以可解除的方式附接至图案形成装置。可以通过使石墨烯薄膜在液体的表面上浮动和将该薄膜收集到硅框架上而形成独立石墨烯隔膜。这样形成的石墨烯隔膜的品质已经被发现是可变的且难以控制的。此外，难以可靠地生产较大的石墨烯隔膜。
已经发现的是，包括独立石墨烯隔膜的表膜的使用期限是有限的。
期望改善使用独立石墨烯隔膜来制造表膜的方法中的一致性和控制，改善可靠地使用独立石墨烯隔膜生产较大表膜的能力，或者改善表膜的使用期限。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种制造用于光刻设备的表膜的方法，该方法包括：将至少一个石墨烯层沉积在衬底的平坦表面上，其中，该衬底包括第一衬底部分和第二衬底部分；以及移除所述第一衬底部分，以便由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜由所述第二衬底部分支撑。
根据本发明的一方面，提供一种用于光刻设备的表膜，该表膜包括至少一个石墨烯层，所述至少一个石墨烯层形成由衬底的一部分的平坦表面支撑的独立隔膜，所述石墨烯层生长在所述衬底上；在垂直于所述平坦表面的方向上观察时，所述平坦表面位于所述独立隔膜的外侧。
根据本发明的一方面，提供一种包括结合到隔膜支撑件的隔膜的表膜，其中，所述隔膜包括石墨烯层；并且所述隔膜是利用隔膜沉积工艺结合到和形成在所述隔膜支撑件上的。
根据本发明的一方面，提供一种器件制造方法，包括：使用图案形成装置将图案赋予辐射束；使用表膜来保护所述图案形成装置，所述表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层；以及使电流通过所述至少一个石墨烯层，以加热所述至少一个石墨烯层。
根据本发明的一方面，提供一种用于处理表膜的设备，所述表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层，所示设备包括电流驱动设备，用以驱动电流通过所述独立隔膜以加热所述独立隔膜。
根据本发明的一方面，提供一种处理表膜的方法，该表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层，所述方法包括：驱动电流通过所述独立隔膜，以加热所述独立隔膜。
根据本发明的一方面，提供一种处理表膜的方法，该表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层，所述方法包括：使用电化学沉积将碳施加到所述至少一个石墨烯层。
根据本发明的一方面，提供一种制造用于光刻设备的表膜的方法，该方法包括：将至少一个石墨烯层从液体的表面转移到包括开口的框架，从而由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜跨过所述开口并且由所述框架支撑，其中，与所述至少一个石墨烯层接触的所述框架的一部分是疏水性的。
根据本发明的一方面，提供一种制造用于光刻设备的表膜的方法，该方法包括：将至少一个石墨烯层从液体的表面转移到包括开口的框架，从而由至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜跨过开口并且由所述框架支撑，其中，在将所述至少一个石墨烯层转移到所述框架期间，所述液体具有在25摄氏度至80摄氏度范围内的温度。
根据本发明的一方面，提供一种制造用于光刻设备的表膜的方法，该方法包括：将至少一个石墨烯层从液体的表面转移到包括开口的框架，从而由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜跨过所述开口并且由所述框架支撑，其中，所述液体包括水、醇和非醇的其它溶剂。
根据本发明的一方面，提供一种包括独立隔膜的表膜，所述独立隔膜包括除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
根据本发明的一方面，提供包括独立隔膜的表膜组件和掩模组件，所述独立隔膜由至少一个石墨烯层或其它二维材料的层构成。
根据本发明的一方面，提供一种制造用于光刻设备的表膜的方法，该方法包括：将二维材料的至少一个层沉积在衬底的平坦表面上，其中，所述衬底包括第一衬底部分和第二衬底部分；以及移除所述第一衬底部分，以便由所述二维材料的至少一个层形成独立隔膜，所述独立隔膜由所述第二衬底部分支撑。
附图说明
现在将参考随附的示意性附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，在附图中，相应的附图标记指示相应的部件，其中：
图1描绘了根据本发明的实施例的光刻设备；
图2是光刻设备的更详细视图；
图3是在处理以形成表膜之前的衬底和至少一个石墨烯层的示意性侧剖视图；
图4描绘了在处理以形成表膜之后的图3的布置；
图5是图4的表膜的示意性俯视图；
图6是在处理以形成氧化硅层之后的硅基础层的示意性侧剖视图；
图7是在进一步处理以在第一石墨烯支撑层上形成至少一个石墨烯层之后的图6的布置的示意性侧剖视图；
图8是在进一步处理以形成第二石墨烯支撑层之后的图7的布置的示意性侧剖视图；
图9是在进一步处理以在第二石墨烯支撑层上形成另一层并且移除下表面上的氧化硅层的一部分之后的图8的布置的示意性侧剖视图；
图10是在进一步处理以形成包封层或牺牲层之后的图9的布置的示意性侧剖视图；
图11是在进一步处理以在至少一个石墨烯层上形成另一层并移除下表面上的氧化硅层的一部分之后的图7的布置的示意性侧剖视图；
图12是在进一步处理以形成包封层或牺牲层之后的图11的布置的示意性侧剖视图；
图13是在在包封层或牺牲层中光刻形成窗口并沉积另一个包封层或牺牲层之后的图10的布置的示意性侧剖视图；
图14是在进一步处理以蚀刻掉基础层的一部分之后的图13的布置的示意性侧剖视图；
图15是在进一步处理以移除另一个包封层或牺牲层之后的图14的布置的示意性侧剖视图；
图16是在进一步处理以移除另一层的一部分之后的图15的布置的示意性侧剖视图；
图17是在进一步处理以移除第一和第二石墨烯支撑层的一部分并由此形成独立隔膜之后的图16的布置的示意性侧剖视图；
图18是在根据不使用另一个包封层或牺牲层的可替代的实施例的进一步处理(该进一步处理包括在包封层或牺牲层中光刻形成窗口)之后的图10的布置的示意性侧剖视图；
图19是在进一步处理以移除另一层的一部分之后的图18的布置的示意性侧剖视图；
图20是在进一步处理以移除第一和第二石墨烯支撑层的一部分并由此形成独立隔膜之后的图19的布置的示意性侧剖视图；
图21是用于可替代的实施例中的在处理以形成氧化硅层之后的硅基础层的示意性侧剖视图；
图22是在处理以移除下表面上的氧化硅层的一部分并施加包封层或牺牲层之后的图21的布置的示意性侧剖视图；
图23是在光刻处理以在包封层或牺牲层中形成窗口之后的图22的布置的示意性侧剖视图；
图24是在处理以施加石墨烯支撑层之后的图23的布置的示意性侧剖视图，
图25是在处理以沉积至少一个石墨烯层之后的图24的布置的示意性侧剖视图；
图26是在处理以沉积保护层之后的图25的布置的示意性侧剖视图；
图27是在处理以移除至少一个石墨烯层下面的基础层、氧化硅层和石墨烯支撑层的一部分之后的图26的布置的示意性侧剖视图；
图28是在处理以移除保护层并由此形成独立隔膜之后的图27的布置的示意性侧剖视图；
图29是用于可替代的实施例中的包括基础层、石墨烯支撑层和至少一个石墨烯层的叠层的示意性侧剖视图；
图30是在光刻处理以在叠层的上表面和下表面上形成掩模层之后的图29的布置的示意性侧剖视图；
图31是在处理以部分地蚀刻基础层的不受掩模层保护的区域之后的图30的布置的示意性侧剖视图；
图32是在处理以移除石墨烯支撑层的第一部分之后的图31的布置的示意性侧剖视图；
图33是在处理以沉积控制层之后的图32的布置的示意性侧剖视图；
图34是在处理以完成基础层的蚀刻从而穿透至石墨烯支撑层之后的图33的布置的示意性侧剖视图；
图35是在处理以移除石墨烯支撑层的第二部分之后的图34的布置的示意性侧剖视图；
图36是在处理以剥离石墨烯支撑层的第二部分的之前位置(previous location)上方的层从而形成独立隔膜之后的图35的布置的示意性侧剖视图；
图37是具有包括至少一个石墨烯层、上表面上的附加层及下表面上的附加层的独立隔膜的表膜的示意性侧视截面圆；
图38是至少一个石墨烯层的一部分的示意性侧剖视图，催化活性金属层在该至少一个石墨烯层的顶面和底面上；
图39是具有催化活性金属的内部层的至少一个石墨烯层的一部分的示意性侧剖视图；
图40是具有催化活性金属的纳米颗粒或掺杂原子的至少一个石墨烯层的一部分的示意性侧剖视图；
图41描绘了用于处理表膜的设备；
图42描绘了通过使衬底变形而将张力施加到形成于衬底上的至少一个石墨烯层；
图43描绘了通过使衬底变形而将压缩力施加到形成于衬底上的至少一个石墨烯层；
图44是具有盖层的至少一个石墨烯层的一部分的示意性侧剖视图，所述盖层在至少一个石墨烯层的顶面和底面上；
图45是具有盖层的至少一个石墨烯层的一部分的示意性侧剖视图，所述盖层在所述至少一个石墨烯层的顶面和底面上，并且粘合层在盖层中的每一个与至少一个石墨烯层之间；
图46描绘了用于处理表膜的电化学电池；
图47至图52描绘了示例性处理流程，其中，在形成包封层或牺牲层之后，为叠层设置石墨烯支撑层；
图53至图56描绘了可替代的示例性处理流程，其中，在形成包封层或牺牲层之后，为叠层设置石墨烯支撑层；
图57至图60描绘了另一个可替代的示例性处理流程，其中，在形成包封层或牺牲层之后，为叠层设置石墨烯支撑层；
图61至图67描绘了从图47至图52所示的处理流程继续并引起独立隔膜的形成的示例性处理流程；
图68描绘了包括Mo层和硅化Mo层的石墨烯支撑层；
图69描绘了石墨烯支撑层的气相蚀刻；
图70描绘了至少一个石墨烯层从液体的表面到框架上的转移；
图71描绘了包括至少一个石墨烯层和除石墨烯之外的至少一种二维材料交替的交替序列的独立隔膜；
图72描绘了具有各自包括除石墨烯之外的二维材料的至少一个层的盖层的独立隔膜；并且
图73描绘了独立隔膜，其中，除石墨烯之外的二维材料的至少一个层夹在一侧上的至少一个石墨烯层与另一侧上的至少一个石墨烯层之间。
根据下文中结合附图所阐述的详细描述，本发明的特征和优点将变得更显而易见；在附图中，相似的附图标记始终识别相应的元件。在附图中，相似的附图标记通常指示相同、功能上相似和/或结构上相似的元件。
具体实施方式
图1示意性地描绘了根据本发明的一个实施例的包括源收集器模块SO的光刻设备100。该设备100包括：
-照射系统(或照射器)IL，配置成调节辐射束B(例如EUV辐射)；
-支撑结构(例如掩模台)MT，构造成支撑图案形成装置(例如掩模或掩模版)MA并且连接到配置成准确地定位该图案形成装置的第一定位器PM；
-衬底台(例如晶片台)WT，构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到配置成准确地定位该衬底的第二定位器PW；和
-投影系统(例如反射型投影系统)PS，配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
照射系统IL可以包括多种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或者它们的任意组合，用以对辐射进行引导、成形或控制。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA的方向、光刻设备的设计和其它条件(诸如该图案形成装置是否被保持于真空环境中)的方式来保持该图案形成装置。支撑结构MT可以使用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置MA。支撑结构MT可以是例如框架或台，它可以根据需要而是固定的或可移动的。支撑结构MT可以确保图案形成装置MA例如相对于投影系统PS处于期望的位置。
术语“图案形成装置”应该被宽泛地解释为表示下述任何装置：该装置能够用于在辐射束B的横截面中将图案赋予辐射束B，以便在衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。被赋予辐射束B的图案可能与在目标部分C(例如集成电路)中形成的器件中的特定的功能层相对应。
图案形成装置MA可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程液晶显示器(LCD)面板。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二元掩模、交变相移掩模、衰减相移掩模和各种混合掩模类型的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵配置，每一个小反射镜都可以独立地倾斜，以便在不同方向上反射入射的辐射束。已倾斜的反射镜将图案赋予由反射镜矩阵反射的辐射束。
类似于照射系统IL，投影系统PS可以包括适于所使用的曝光辐射或适于诸如真空的使用的其它因素的各种类型的光学部件，诸如包括折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或者它们的任意组合。可能期望将真空用于EUV辐射，这是由于其它气体可能吸收过多的辐射。因此，可以借助于真空壁和真空泵将真空环境提供至整个束路径。
如这里所描绘的，光刻设备100是反射型的(例如使用反射掩模)。
光刻设备100可以是具有两个(双平台)或多于两个衬底台WT(和/或两个或更多个支撑结构MT)的类型。在这种“多平台”光刻设备中，可以并列地使用额外的衬底台WT(和/或额外的支撑结构MT)，或者可以在一个或更多个衬底台WT(和/或一个或更多个支撑结构MT)上执行预备步骤的同时，一个或更多个其它衬底台WT(和/或一个或更多个其它支撑结构MT)正被用于曝光。
参考图1，照射系统IL接收来自源收集器模块SO的极紫外辐射束。用于产生EUV光的方法包括但不一定限于：将材料转换成包含具有在EUV范围内的一种或更多种发射谱线的至少一种元素(例如氙、锂或锡)的等离子体状态。在一种此类方法(经常被称为激光产生的等离子体(“LPP”))中，可以由利用激光束来辐射燃料(诸如具有所需的谱线发射元素的材料液滴、流或簇)而产生所需的等离子体。源收集器模块SO可以是包括激光器(图1中未示出)的EUV辐射系统的一部分，该激光器用于提供激发燃料的激光束。所得到的等离子体发射输出辐射，例如EUV辐射，使用设置于源收集器模块中的辐射收集器来收集所述输出辐射。例如，当使用CO2激光器来提供用于燃料激发的激光束时，激光器和源收集器模块SO可以是分立的实体。
在这些情况下，不认为激光器形成光刻设备100的一部分，并且辐射束B是借助于包括例如适当的导向反射镜和/或扩束器的束递送系统而从激光器传递至源收集器模块SO。在其它情况下，例如当源是放电产生等离子体EUV发生器(经常被称为DPP源)时，该源可以是源收集器模块SO的整体部分。
照射系统IL可以包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器。通常，可以调节照射系统IL的光瞳面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。另外，照射系统IL可以包括各种其它部件，例如琢面场反射镜装置和琢面光瞳反射镜装置。照射系统IL可以用于调节辐射束B，以便在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射在被保持于支撑结构(例如掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且通过图案形成装置MA形成图案。在从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统将该辐射束B聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器PS2(例如干涉测量装置、线性编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以使不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器PS1可以用于相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。
控制器500控制光刻设备100的整体操作，特别是执行下文进一步描述的操作过程。控制器500可以实施为适当地编程的通用计算机，包括中央处理单元、易失性和非易失性存储装置、诸如键盘和屏幕等一种或更多种输入和输出装置、一个或更多个的网络连接、以及光刻设备100的各部分的一个或更多个接口。应该理解的是，控制计算机与光刻设备100之间的“一对一”关系不是必须的。在本发明的实施例中，一台计算机可以控制多台光刻设备100。在本发明的实施例中，多台联网的计算机可以用于控制一台光刻设备100。控制器500也可以配置成控制光刻元(lithocell)或簇中的一个或更多个相关联的处理装置和衬底处理装置，光刻设备100形成所述光刻元或簇的一部分。控制器500也可以配置成从属于光刻元或簇的管理控制系统和/或晶圆厂的总控制系统。
图2更详细地示出了光刻设备100，该光刻设备100包括源收集器模块SO、照射系统IL和投影系统PS。EUV辐射发射等离子体210可以由等离子体源形成。可以由气体或蒸气(例如Xe气、Li蒸气或Sn蒸气)而产生EUV辐射，其中，产生辐射发射等离子体210以发射在电磁波谱的EUV范围内的辐射。在实施例中，提供被激发的锡(Sn)等离子体以产生EUV辐射。
由辐射发射等离子体210发射的辐射从源腔室211传递至收集器腔室212中。
收集器腔室212可以包括辐射收集器CO。横穿辐射收集器CO的辐射可以聚焦于虚源点IF中。虚源点IF通常被称作中间焦点，并且源收集器模块SO布置成使得虚源点IF位于封闭结构220中的开口221处或附近。虚源点IF是辐射发射等离子体210的图像。
然后，辐射横穿照射系统IL，该照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24，该琢面场反射镜装置22和琢面光瞳反射镜装置24布置成在图案形成装置MA处提供未经图案化的束21的期望的角度分布，以及在图案形成装置MA处提供辐射强度的期望的均一性。在未经图案化的束21在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处的反射后，形成了图案化的束26，并且通过投影系统PS将图案化的束26经由反射元件28、30成像至由衬底台WT保持的衬底W上。
比图示的元件更多的元件通常可以设置在照射系统IL和投影系统PS中。此外，可以设置比附图所示的反射镜更多的反射镜，例如，在投影系统PS中可以存在比图2所示的反射元件多1至6个的额外的反射元件。
可替代地，源收集器模块SO可以是LPP辐射系统的一部分。
如图1所描绘的，在实施例中，光刻设备100包括照射系统IL和投影系统PS。照射系统IL配置成发射辐射束B。投影系统PS是通过介入空间而与衬底台WT分离。投影系统PS配置成将赋予辐射束B的图案投影到衬底W上。该图案是用于辐射束B的EUV辐射。
可以至少部分抽空介于投影系统PS与衬底台WT之间的空间。可以在投影系统PS的位置处由固体表面界定所述介入空间，所使用的辐射从所述固体表面朝向衬底台WT引导。
在实施例中，光刻设备100包括动态气锁。该动态气锁包括表膜80。在实施例中，动态气锁包括位于介入空间中的由表膜80覆盖的中空部分。该中空部分位于辐射的路径周围。在实施例中，光刻设备100包括鼓风机，该鼓风机配置成利用气流冲洗所述中空部分的内部。辐射在照射在衬底W上之前行进穿过表膜80。
在实施例中，光刻设备100包括表膜80。如上文所解释的，在实施例中，表膜80用于动态气锁。在这种情况下，表膜80充当用于对DUV辐射进行滤波的滤波器。另外或可替代地，在实施例中，表膜80保护光学元件，例如图案形成装置MA。本发明的表膜80可以用于动态气锁或者用于保护光学元件或者用于其它目的。
在实施例中，表膜80配置成密封图案形成装置MA以保护图案形成装置MA免受空浮颗粒和其它形式的污染影响。图案形成装置MA的表面上的污染可能造成衬底W上的制造缺陷。例如，在实施例中，表膜80配置成减小颗粒可能迁移到光刻设备100中的图案形成装置MA的步进场中的可能性。
若图案形成装置MA未受保护，则污染可能要求图案形成装置MA被清洁或舍弃。清洁图案形成装置MA会中断宝贵的制造时间，并且舍弃图案形成装置MA的成本较高。更换图案形成装置MA也会中断宝贵的制造时间。
在下文描述的实施例中，上部/下部、向上/向下、顶部/底部、上方/下方等是相对于侧剖视图的页面上的方向而言的。表膜的正面朝上，并且表膜的背面朝下。因此，按此规定，衬底6始终位于至少一个石墨烯层2的背面上。
图3至图5示意性地描绘了根据实施例的表膜80的制造方法中的各个阶段。该方法包括将至少一个石墨烯层2沉积在衬底6的平坦表面4上。该衬底6可以包括单层材料或多层材料。在实施例中，该衬底6包括基础层8和形成于基础层8的顶部上的一个或更多个另外的层10。在实施例中，基础层8包括硅晶片。在其它实施例中，基础层8可以由其它材料形成。
在实施例中，该衬底6包括第一衬底部分11和第二衬底部分12。制造表膜80的方法包括移除第一衬底部分11，以便由至少一个石墨烯层2形成独立隔膜14。独立隔膜14由第二衬底部分12支撑。在实施例中，独立隔膜14对于诸如13.5nm或6.7nm的EUV光刻设备中所使用的EUV辐射的透明度为至少80％(例如，对于波长为13.5nm或6.7nm的辐射的透明度为80％)，可选地透明度为至少90％(例如，对于波长为13.5nm或6.7nm的辐射的透明度为90％)，可选地透明度为至少95％(例如，对于波长为13.5nm或6.7nm的辐射的透明度为95％)。
在下文中参考图3至图36描述的实施例中，独立隔膜14仅由至少一个石墨烯层2(可选地具有涂层)的一部分形成。然而，各个实施例和其它实施例可以进行调整，使得独立隔膜14包括与石墨烯层2的上表面上的附加层或者石墨烯层2的下表面上的附加层组合的至少一个石墨烯层2的一部分。这种实施例的示例示意性地示出在图37中，其中，附加层3形成于至少一个石墨烯层2的上表面上，并且附加层5形成于至少一个石墨烯层2的下表面上。这种附加层可以例如通过在已完成移除邻近至少一个石墨烯层2的层之前停止配置成移除该层的蚀刻工艺而形成。在图37所示的特定示例中，附加层3和5是这样形成的：在到达到少一个石墨烯层2之前停止蚀刻石墨烯支撑层36和38，从而由形成石墨烯支撑层36和38的材料的薄层形成附加层3和5。关于石墨烯支撑层36和38的进一步的细节在下文中给出。在其它实施例中，附加层3和5可以具有不同的成分。附加层3和5可以提供用于独立隔膜14的额外机械支撑。附加层3和5配置成足够薄，使得独立隔膜14对于传输穿过独立隔膜14的辐射(例如EUV辐射，如上文所描述)保持充分透明。
应该理解的是，在表膜的领域中，独立隔膜区别于网状物支撑式隔膜。独立隔膜自由地跨过连续区而没有定位在该区内的任何支撑件(当垂直于独立隔膜观察时)。相反地，网状物支撑式隔膜由定位在该隔膜跨过的区(当垂直于隔膜观察时)中的网状物支撑。
在实施例中，至少一个石墨烯层2由单层石墨烯、双层石墨烯或多于两个单层石墨烯(例如在3层石墨烯与50层石墨烯之间，可选地在10层石墨烯与50层石墨烯之间)构成。单层石墨烯或小数目的石墨烯层提供良好的透明度，尤其在褶皱和其它瑕疵最小化的地方。较大数目的石墨烯层更为稳固。在实施例范围内已经发现的是，10层或更多层石墨烯提供令人满意的刚度。在实施例范围内也已经发现的是，少于50层石墨烯提供令人满意的透明度(例如EUV辐射的90％透射率)。
石墨烯应该被理解为一个原子厚的石墨层：呈六角形或蜂巢状晶格的sp2键合的碳原子的层。多层石墨烯有时被称作石墨，尤其在层的数目大于约10层时。随着石墨烯薄片的数目增大，电子结构变得越来越类似于块体石墨，并且最终无法与块体石墨区分开。多层石墨烯(或石墨)有时也被称作石墨纳米片或石墨烯纳米片。
在实施例中，至少一个石墨烯层2中的一个或更多个层可以包括石墨烯衍生物的一个或更多个层，诸如官能化的石墨烯或改性的石墨烯，诸如氧化石墨烯、石墨烷、石墨炔、氟化石墨烯、石墨烯溴化物、石墨烯氯化物、石墨烯碘化物和具有附接至石墨烯的其它官能基的石墨烯。石墨烯和石墨烯衍生物的共同点在于，它们都是具有碳sp2键结基的隔膜。石墨烯衍生物的机械性质可以相同，或者类似于石墨烯的机械性质，但化学性质可能不同。石墨烯氟化物可以提供如下优点：它具有在由EUV辐射照射时比石墨烯键更不易断裂的键。
在实施例中，涂层被设置在独立隔膜14上。涂层配置成保护独立隔膜14的所述至少一个石墨烯层2。涂层可以提供热保护、机械保护和化学保护中的一种或多种。
在图3至图5所示的示例中，独立隔膜14包括所述至少一个石墨烯层2的由标记该第一衬底部分11的边缘的边界线15(参见图5)界定的部分。因此，独立隔膜14由所述至少一个石墨烯层2的位于第一衬底部分11上方的该部分形成。因此，独立隔膜14不由紧密地位于独立隔膜14下方(即，沿着垂直于衬底6的平坦表面4的方向)的任何材料支撑。
在实施例中，通过选择性地蚀刻衬底6来移除第一衬底部分11。在实施例中，在移除第一衬底部分11期间，包封层或牺牲层至少涂覆在包括所述至少一个石墨烯层2和衬底6的叠层的前表面和侧表面上。在移除第一衬底部分11的处理期间，包封层或牺牲层提供对所述叠层的机械支撑，该处理可能涉及相对较长的蚀刻步骤。侧表面的覆盖防止蚀刻剂从侧面不期望地进入叠层中。包封层或牺牲层可以包括耐受移除第一衬底部分11所需的处理步骤(例如蚀刻)的任何适当的材料。在实施例中，包封层或牺牲层包括有机聚合物。在实施例中，包封层或牺牲层包括聚(对二甲苯)聚合物，诸如聚对二甲苯基或类型材料。在实施例中，包封层或牺牲层包括PMMA。在其它实施例中，包封或牺牲材料包括无机材料，诸如金属层。参考图6至图36的详细示例在下文中提及了不同的包封或牺牲层的示例。
在实施例中，第一衬底部分11包括位于所述至少一个石墨烯层2的将会形成独立隔膜14的部分下方的连续量的材料。在实施例中，在垂直于衬底6的平坦表面4的方向(即，在呈附图中的侧剖视图的方向的页面中的垂直方向上)观察时，第一衬底部分11被第二衬底部分12环绕。这样配置第二衬底部分12有助于提供对于独立隔膜14的可靠的且在空间上均质的支撑。在这种实施例中，移除第一衬底部分11以形成在垂直于平坦表面4的方向上穿过衬底6的孔。该孔被独立隔膜14连续地(即，无间隙)跨过。这样形成的表膜80配置成使得独立隔膜14连续地(即，无间隙)跨过待由表膜80保护的光学元件(例如，图案形成装置MA)。
独立隔膜14由第二衬底部分12支撑。在实施例中，由至少一个石墨烯层2的一部分与第二衬底部分12的粘合提供所述支撑。在图5所示的示例中，所述粘合出现在边界线15外部的区域中。因此，独立隔膜14经由所述至少一个石墨烯层的位于第二衬底部分12上方的部分而被侧向支撑。
即使在已经移除了第一衬底部分11之后，独立隔膜14也可以保持基本平坦。可替代地，独立隔膜14可能由于其自身的重量而下垂。可以通过改变独立隔膜14中的张力来控制下垂量。可接受的下垂量将会依赖于表膜80的特定应用。在表膜80保护光学元件(诸如图案形成装置MA)的实施例中，可能期望将下垂布置得足够小，以避免表膜80与该光学元件之间的接触。例如，在一个实施例中，表膜80定位成距图案形成装置MA约2±0.5mm，并且设定独立隔膜14中的张力，以使在使用中的最大下垂将不超过约500微米。
在实施例中，在垂直于衬底6的平坦表面4的方向上观察时，独立隔膜14具有至少1mm2、优选地至少10mm2、优选地至少100mm2、优选地至少1000mm2、优选地至少5000mm2、优选地至少10000mm2的表面积。独立隔膜14的最小尺寸将会依赖于所讨论的特定应用，并且可以显著地大于该值。当表膜80将要保护光学元件时，独立隔膜14通常会被配置成至少与横截面积一样大，入射在该光学元件上的所有辐射和/或离开该光学元件的所有辐射都通过该横截面积。
使用上述方法形成独立隔膜14提供了几个益处。在第二衬底部分12与至少一个石墨烯层2之间实现了高品质粘合，这是因为至少一个石墨烯层2保持在上面沉积有该石墨烯层2的表面上。避免在处理漂浮在液体上的石墨烯膜时出现的已经观察到的折叠、气泡滞留和石墨烯撕裂问题。可以准确且可靠地控制独立隔膜14中的张力。避免在处理漂浮在液体上的石墨烯膜时出现的已经观察到的、归因于不可预测的粘合和处理变化的张力的变化。包括沉积石墨烯和处理衬底以便选择性地移除该衬底的一部分的方法中所使用的技术可以按比例扩大，以允许可靠地形成较大的独立隔膜。
图6和图7示意性地描绘了根据实施例的制造表膜80的方法中的初始阶段。在本实施例中，处理包括硅晶片的基础层8，以便在硅晶片的外表面上形成氧化硅层34(SiO2)(图6)。该处理可以包括热处理。
在后续步骤中，在氧化硅层34的上表面上形成石墨烯支撑层36。在实施例中，石墨烯支撑层36包括金属层或呈硅化形式的金属。在实施例中，石墨烯支撑层36包括以下材料中的一种或更多种：过渡金属，诸如Mo、Ni、Ru、Pt、Cu、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Cr、硅化钼、硅化镍、硅化钌、硅化铂、硅化铜、硅化钛、硅化钒、硅化锆、硅化铌、硅化铪、硅化钽、硅化钨、硅化铬、钼的碳化物、镍的碳化物、钌的碳化物、铂的碳化物、铜的碳化物、钛的碳化物、钒的碳化物、锆的碳化物、铌的碳化物、铪的碳化物、钽的碳化物、钨的碳化物、铬的Cr碳化物。
在本上下文中，所提及的硅化金属应该被理解为在表面处由金属硅化物层覆盖的金属层。已经发现的是，金属硅化物倾向于具有比相应的金属更低的熔点，这意味着石墨烯可以在石墨烯支撑层的金属部分为固体且石墨烯支撑层的金属硅化物部分为液体或类似于液体的条件下生长。由金属硅化物提供的液体或类似于液体的表面提供石墨烯层的非常光滑的表面，由此改善石墨烯层的品质。使用Mo或硅化Mo可能是特别理想的，这是因为可以使用CVD在Mo或硅化Mo上直接合成高品质多层石墨烯。多层石墨烯可以比单层石墨烯更加稳固，同时仍然提供对于辐射的足够的透明度。当使用Mo或硅化Mo时，可以通过控制CVD工艺实现可控制且均匀的厚度。直接合成避免了手动地转移使用其它过程形成的多个单层的需求，例如，在由Cu形成的石墨烯支撑层上使用CVD。相对于直接形成而无任何转移而言，转移各个单层的过程将倾向于提高缺陷度。多层石墨烯也可以直接形成于包括Ni的石墨烯支撑层上，但品质比Mo或硅化Mo倾向于更差。例如，可以形成包括薄片的非连续层。
石墨烯的品质在通过CVD生长时可能很大程度上受其生长的催化剂表面影响，这主要是因为所生长的石墨烯将会保形地遵循催化剂表面。催化剂表面可以在生长石墨烯所需的高温下提供形态变化。催化剂表面的晶界可能出现并且石墨烯可能偶发地生长在表面晶界上方。可以通过针对较大粒径的优化，通过形成外延层或单晶层影响对晶体方向的生长率相关性，通过改善CVD生长石墨烯的层厚度及层厚度均一性和/或通过改善或改变催化剂表面粗糙度而实现晶界的降低。可以通过优化粒径来优化催化剂表面，该优化受温度、生长时间、内应力和粗糙度的影响。可以通过溅射或CVD或任何其它PVD技术形成外延或单晶表面。较好品质的石墨烯将会改善成像性能和表膜使用期限。
来自周期表中的IVB族、VB族和VIB族中的金属的过渡金属碳化物(诸如上文提及的Mo碳化物、Ni碳化物、Ru碳化物、Pt碳化物、Cu碳化物、Ti碳化物、V碳化物、Zr碳化物、Nb碳化物、Hf碳化物、Ta碳化物、W碳化物、Cr碳化物)呈现类似于贵金属的催化活性的催化活性。这些催化剂对于烃的脱氢和芳构化尤其具有活性，并因此提供对于石墨烯的合成的特别适当的支持。实际上，当石墨烯在来自IVB族、VB族或VIB族的金属的标称裸表面上生长时，可以预期的是，对于一些金属而言，作为在石墨烯支撑层36上形成至少一个石墨烯层2的过程的一部分，最初将会形成金属碳化物层(例如，金属的表面层将会部分地或完全地转换成碳化物)。可以预期的是，例如在Mo的情况下，这归因于形成Mo2C的负焓。对于并未出现这种情况的金属或工艺，可以提供用于在形成至少一个石墨烯层2之前在金属上形成碳化物的单独工艺。在预期至少一个石墨烯层2将会形成于碳化物层上的任一情况下，用于形成至少一个石墨烯层2的工艺(例如CVD)应该进行调整以考虑碳化物层。碳化物层提供采取不同的策略，以优化至少一个石墨烯层2的生长的机会。例如，可以控制碳化物的表面的性质，以改善至少一个石墨烯层2的形成。例如，可以控制诸如表面形态、粒径和晶体方向的性质。可以考虑碳化物上的至少一个石墨烯层2的生长机制。该生长机制可以涉及例如通过等温生长或在冷却之后偏析自块体的生长或通过化学性吸附从表面的生长。该生长机制可以涉及在期望的晶体方向的情况下通过石墨烯的直接沉积的外延生长。可以基于扩散系数对比晶体方向的差异来控制至少一个石墨烯层2的总厚度。
在以上实施例的变型例中，省略了形成氧化硅层的步骤并且石墨烯支撑层36直接形成于基础层8上(例如，直接在硅晶片上)。
由于C在Mo中的相对低的固体溶解度和Mo在C中的相对高的扩散系数，所以至少一个石墨烯层2在Mo上的生长的限速步骤是低固体溶解度。低固体溶解度将会限制可以高效地直接生长于Mo上的至少一个石墨烯层2的厚度。在实施例中，至少一个石墨烯层2生长在硅化Mo(例如MoSi2)上。C在MoSi2中的固体溶解度高于C在Mo中的固体溶解度，由此允许至少一个石墨烯层2的厚度增大。在实施例中，以四方相形式提供硅化Mo(例如MoSi2)。四方相形式提供与至少一个石墨烯层2的更好的外延匹配(MoSi2与石墨烯的晶格比Mo与石墨烯的晶格更为相似)。提供改善的外延匹配将会促进至少一个石墨烯层2在较少缺陷和晶界的情况下的生长。在实施例中，石墨烯支撑层36包括Mo层和生长于Mo层上的硅化Mo(例如MoSi2)的层。在实施例中，Mo层具有50nm至100nm的厚度，并且硅化Mo(例如MoSi2)的层具有5nm至50nm的厚度。可以通过溅射(或任何其它适当的物理或化学沉积技术)来生长硅化Mo(例如MoSi2)的层。在实施例中，执行退火步骤以驱动硅化Mo(例如MoSi2)的生长层从六方相至期望的四方相的相转变。在实施例中，退火包括在1000摄氏度的最低温度下加热硅化Mo(例如MoSi2)的层达20分钟的最小时间。图68描绘了石墨烯支撑层36包括Mo层36A及硅化Mo(例如MoSi2)层36B的示例性配置。硅化Mo(例如MoSi2)层36B直接生长于Mo层36A上并且随后如上文所论述的那样被退火，以提供呈四方(外延匹配)相的硅化Mo(例如MoSi2)。
在后续步骤中，至少一个石墨烯层2形成于石墨烯支撑层36上。在实施例中，通过化学气相沉积(CVD)形成至少一个石墨烯层2。所述至少一个石墨烯层2中的石墨烯层2的数目可以依赖于石墨烯支撑层36的成分。例如，当石墨烯支撑层36包括Cu时，CVD通常将会产生单层石墨烯。Ni或Mo上的CVD可以产生多层。所得到的结构如图7所示。
在实施例中，石墨烯支撑层36具有小于5nm、可选地小于1nm、可选地小于0.5nm、可选地小于0.1nm的均方根粗糙度。提高石墨烯支撑层36的平滑度减小了在移除下面的石墨烯支撑层36时至少一个石墨烯层2的形成独立隔膜14的部分中的显著折叠的风险或对该部分的其它破坏。提高平滑度也将倾向于增大独立隔膜14中的张力，这是因为在不必遵循上面沉积有石墨烯层的表面的较大不规则性时，石墨烯的表面积将会倾向于较小。相反地，降低平滑度将会倾向于减小独立隔膜14中的张力。在实施例中，选择石墨烯支撑层36的平滑度，以便在使用期间达到独立隔膜14中期望的张力。可替代地，可以对至少一个石墨烯层2和/或对一个或更多个环绕层施加热处理和化学处理中的一种或两种，以便在使用期间达到独立隔膜14中期望的张力。
在实施例中，衬底6包括基础层8、第一石墨烯支撑层36和第二石墨细支撑层38。至少一个石墨烯层2形成于第一石墨烯支撑层36上，并且第二石墨烯支撑层形成于所述至少一个石墨烯层2的顶部上。第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38可以具有相同的成分或不同的成分。
布置第一石墨烯支撑层36与第二石墨烯支撑层38以具有相同的成分(例如，两者均包括Mo或硅化Mo)和/或相同的厚度，由此可以理想地平衡在湿式蚀刻步骤期间施加于至少一个石墨烯层2上的毛细管力。
布置第一石墨烯支撑层36与第二石墨烯支撑层38以具有不同的成分或厚度，由此可以用于控制待形成的独立隔膜14中的张力。例如，在已经形成独立隔膜14之后仍然可以存在的第二石墨烯支撑层38可以被选择来充当用于控制张力的控制层。例如，第二石墨烯支撑层38可以由如下材料形成：该材料可以被处理以改变独立隔膜14中的张力。例如，该材料可以在加热时收缩，并且由此将独立隔膜14牵拉至较高张力的状态。在下文中，特别地参考图29至36所论述的实施例来更详细地论述控制层。
在一个实施例中，第一石墨烯支撑层36包括金属或硅化金属，并且第二石墨烯支撑层38包括六角形氮化硼。因为六角形氮化硼比石墨烯在化学上更为惰性，所以六角形氦化硼的薄层可以保留在至少一个石墨烯层2上作为涂层或附加层，以保护石墨烯和/或以减小DUV反射。
第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38的组合在后续处理步骤期间保护至少一个石墨烯层2(例如，防止对石墨烯或对石墨烯与其它层之间的粘合的损坏)，提供对至少一个石墨烯层2的机械支撑(例如，促进处理)，或者同时实现两者。
图8至图10描绘了在提供第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38两者的情况下始于图7的布置的制造方法中的示例性阶段。在本示例中，由电子束蒸发(或其它沉积技术)形成第二石墨烯支撑层38以提供图8所示的布置。然后，在第二石墨烯支撑层38上形成另一层40。该另一层40可以包括以下层中的一个或更多个：粘合层、等离子体增强型化学气相沉积(PECVD)正硅酸乙酯(TEOS)层、或PECVD氧化物层。该另一层40在后续处理步骤期间提供进一步的保护。该另一层40提供与包封层或牺牲层42或另一个包封层或牺牲层48(例如聚对二甲苯基)的可预测的且因此可靠的粘合。该另一层40可以保护石墨烯支撑层38免受蚀刻步骤(诸如下文所述的O2桶蚀刻)的侵蚀。该另一层40还可以提高叠层的对称性，由此提供对于至少一个石墨烯层2的改善的机械支撑。
在后续步骤中，通过蚀刻移除基础层8的下表面上的氧化硅层34，以提供图9所示的结构。
在后续步骤中，所述结构被包封于包封层或牺牲层42(其可被称为蚀刻掩模)中，以提供图10所示的结构。在实施例中，虽然包封层或牺牲层42包括SixNy，但也可以基于用于后续步骤中的蚀刻工艺而使用其它材料。包封层或牺牲层42应该耐受在后续步骤中所使用的蚀刻剂的至少一子集。在其它实施例中，从叠层的顶部省略了包封层或牺牲层42。
在图11和图12示意性地描绘的可替代的实施例中，省略了形成第二石墨烯支撑层38的步骤。在这种情况下，所述另一层40直接形成于至少一个石墨烯层2上，如图11所示。图12示出了施加包封层或牺牲层42的结果。
图13至图17描绘了始于图10的布置的示例性后续处理阶段。也可以从图12的布置开始进行相同的处理。
为了实现图13所示的布置，图10的布置被光刻图案化，然后被处理(例如通过在SixNy中的干式蚀刻)以便在包封层或牺牲层42中形成窗口44和46。然后，另一个包封层或牺牲层48沉积在所得到的布置周围，并且经过处理(例如通过干式蚀刻或选择性沉积)以开通窗口50。另一个包封层或牺牲层48可以包括聚(对二甲苯)聚合物，诸如聚对二甲苯基或类型材料。
在后续步骤中，KOH蚀刻用于移除形成基础层8的硅，由此产生图14所示的布置。在该处理期间，另一个包封层或牺牲层48的存在提供了机械强度，以促进处理并且也用于保护并未经蚀刻的层(例如，防止对至少一个石墨烯层2自身的损坏或者对至少一个石墨烯2与其它层之间的粘合的品质的损坏)。
在后续步骤中，移除另一个包封层或牺牲层48以产生图15所示的布置。在实施例中，使用O2筒形蚀刻、RIE蚀刻或其它移除技术来移除另一个包封层或牺牲层48。
在后续步骤中，移除所述另一层40在窗口44内的部分和氧化硅层34在窗口46中的部分，以产生图16所示的布置。在实施例中，使用缓冲氧化物蚀刻移除这些层。在后续步骤中，(经由窗口44和46)移除第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38的一部分，以保留独立隔膜14，如图17所示。在实施例中，使用金属蚀刻移除第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38。
图18至图20描绘了始于图10的布置的可替代的后续处理阶段。也可以从图12的布置开始进行相同的处理。图18至图20的处理并不需要另一个包封层或牺牲层48(如上文参考图13至图17描述的处理中所使用的)。在另一个包封层或牺牲层48包括聚对二甲苯基的情况下，可以将不使用该层的处理称为无聚对二甲苯基的处理流程。
为了产生图18所示的布置，图10的布置被光刻图案化，然后被处理(例如通过在SixNy中的干式蚀刻)以便在包封层或牺牲层42中形成窗口44和46。
在后续步骤中，缓冲氧化物蚀刻用于移除所述另一层40在窗口44中的一部分。KOH蚀刻用于移除形成基础层8的硅在窗口46内的部分，由此产生图19的布置。
在后续步骤中，移除第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38在窗口44和46中部分，以保留独立隔膜14，如图20所示。在实施例中，使用适当的蚀刻来移除第一石墨烯支撑层36和第二石墨烯支撑层38的所述部分。
上文参考图13至图20描述的方法是示例性实施例，其中，在移除第一衬底部分11期间，包括所述至少一个石墨烯层2的叠层在该叠层的至少前表面和侧表面上方被包封层或牺牲层42包封。在图中所示的特定示例中，当始于图12的布置时，叠层包括基础层8、氧化硅层34、第一石墨烯支撑层36、所述至少一个石墨烯层2和另一层40。当始于图10的布置时，叠层还包括第二石墨烯支撑层38。第一衬底部分11包括基础层8、氧化硅层34和第一石墨烯支撑层36的被移除以便形成独立隔膜14的部分，例如图17和图20所示。在用于移除第一衬底部分11并形成独立隔膜14的处理步骤期间，包封层或牺牲层42保护至少一个石墨烯层2免受损坏。设置在至少一个石墨烯层2上方的层也可以增强叠层的机械刚度，由此促进在处理以移除第一衬底部分11的期间叠层的安全处理。
图21至图28描绘了可替代的实施例中的阶段。在本实施例中，处理包括硅晶片的基础层8，以便在硅晶片的外表面上形成氧化硅层34(SiO2)(图21)。在后续步骤中，蚀刻叠层的下侧，以移除基础层8的下侧上的氧化硅层34。在后续步骤中，施加包封层或牺牲层42，以产生图22所示的布置。本实施例中的包封层或牺牲层42可以包括例如PECVD氮化物蚀刻掩模。
在后续步骤中，图22的布置被光刻图案化，然后被处理(例如通过SixNy干式/湿式蚀刻)以便在包封层或牺牲层42中形成窗口44和46，如图23所示。
在后续步骤中，形成填充窗口44的石墨烯支撑层36。石墨烯支撑层36可以呈上文所描述的形式中的任一种(例如，包括金属或金属硅化物)。
在后续步骤中，至少一个石墨烯层2形成于石墨烯支撑层36上，以产生图25所示的布置。至少一个石墨烯层2可以呈上文所描述的形式中的任一种(例如，使用CVD形成)。
在后续步骤中，保护层43施加于至少一个石墨烯层2上方，以产生图26所示的布置。在实施例中，保护层43包括PMMA或其它有机材料。可以在对之前沉积层(例如，至少一个石墨烯层2或任何其它层)的破坏或损坏的风险最小的情况下(例如，通过旋涂)涂覆PMMA。已知PMMA与石墨烯兼容并且多种技术是公知的，用以有效地移除PMMA而不会损坏石墨烯层。
在后续步骤中，在至少一个石墨烯层2下方的区域中移除基础层8、氧化硅层34和石墨烯支撑层36在窗口46中的部分，以产生图27所示的布置。在实施例中，在使用SixNy的干式/湿式蚀刻后，接着使用KOH蚀刻实施移除。
在后续步骤中，移除至少一个石墨烯层2上方的保护层43，以保留独立隔膜14，如图28所示。在实施例中，通过热分解或者通过液体/蒸气溶合来移除保护层43。
在实施例中，控制层44设置在独立隔膜14外部的至少一个石墨烯层2的一部分上方。控制层44可以用于控制独立隔膜14中的张力。例如，在实施例中，控制层44被处理(例如，通过加热或冷却)以引起控制层44的内部结构的改变。内部结构的改变将力转移到独立隔膜，由此引起独立隔膜14中的张力的改变。内部结构的改变可以在停止处理(例如，通过加热或冷却)之后被保持。在实施例中，控制层44以使得该层的密度低于稳态块密度的方式沉积在至少一个石墨烯层2上。使这样的层经受外部影响(例如，通过施加热量)可以使得该层收缩，以使所述密度更接近于块密度。这种收缩是有效地改变独立隔膜14中的张力的控制层44的内部结构的改变的示例(例如，随着控制层44收缩而提高张力)。在其它实施例中，控制层44可以被处理，以使控制层44经历相转变；通过减薄控制层44(例如，通过干式或湿式蚀刻)或者通过改变控制层44的化学成分而改变独立隔膜14中的张力。
在实施例中，独立隔膜14中的张力被控制，使得独立隔膜14在使用期间将会被保持充分平坦。若独立隔膜14中的张力太低，则独立隔膜14可能不适当地飘动，从而导致过度下垂或起皱。起皱可能导致独立隔膜14的非均一厚度。松散或具有非均一厚度的独立隔膜14可能具有较差的成像性质。若独立隔膜14中的张力过高，则独立隔膜14可能是脆性的并且更容易断裂。因此，期望在制造阶段将独立隔膜14中的张力控制在目标范围内。
在实施例中，在制造阶段控制独立隔膜14中的张力，使得在使用期间转移到独立隔膜14的热(例如，归因于通过吸收光刻辐射的加热)不引起独立隔膜14的屈曲或其它变形或断裂。
在实施例中，在制造阶段控制张力，使得在使用期间对独立隔膜14的预期加热导致独立隔膜14中的张力达到期望的值范围。例如，在使用中的加热使独立隔膜14中的张力增大的情况下，可以在制造阶段控制张力，使得所述张力低于期望的值范围达某一量，该量使得加热的预期等级将使张力升高至期望的值范围内的值。
在实施例中，提供了一种制造表膜80的方法，该方法非常适用于提供具有用于控制独立隔膜14中的张力的控制层80的表膜80。图29至图36示意性地描绘了本实施例的示例中的阶段。
在本实施例中，提供具有基础层8和石墨烯支撑层36的衬底6。至少一个石墨烯层2形成于石墨烯支撑层36上。图29示意性地描绘了这种配置。可以根据上文所论述的实施例中的任一者形成石墨烯支撑层36和基础层8。石墨烯支撑层36可以包括例如金属层或金属硅化物层。基础层8可以包括例如硅晶片。可以根据上文所论述的实施例中的任一个来形成所述至少一个石墨烯层2。可以使用例如CVD形成所述至少一个石墨烯层2。
该方法包括移除石墨烯支撑层36的第一部分48，而不移除至少一个石墨烯层2的沉积在石墨烯支撑层36的第一部分48上的部分50。图30至图32示意性地描绘了可以实现这种情况的一种方式。
如图30所示，掩模层46沉积在叠层的前部和后部上。掩模层46被光刻处理，使得掩模层46覆盖叠层的前部和后部上的选定区域。在实施例中，当垂直于衬底6的平坦表面4观察时，叠层的前部上的选定区域包含待形成独立隔膜14的区域。当垂直于衬底6的平坦表面4观察时，叠层的后部上的选定区域在待形成独立隔膜14的区域外部。
在后续步骤中，基础层8的不受叠层的后部上的掩模层46保护的区域被部分地蚀刻，以产生图31所示的布置。在基础层8由硅晶片形成的情况下，可以使用KOH蚀刻。
在后续步骤中，进行侧蚀(也可以被称作底切)以移除石墨烯支撑层36的第一部分48。待移除的第一部分48在图31中由阴影指示。在移除之后的布置示出于图32中。在移除第一部分48之后，至少一个石墨烯层2的之前覆盖部分50下降并且粘合到之前铺设的基础层8。
该方法还包括将控制层44沉积在至少一个石墨烯层2上方。所得到的布置的示例示出于图33中。可以例如使用溅射或蒸发(例如电子束蒸发)沉积控制层44。在后续步骤中，继续从叠层的后部蚀刻基础层8(例如，使用KOH蚀刻)以便穿透至石墨烯支撑层36，由此获得图34所示的布置。
该方法还包括移除石墨烯支撑层36的第二部分。移除石墨烯支撑层36的第二部分使得至少一个石墨烯层2与定位在石墨烯支撑层36的第二部分上方的层之间的粘合力减弱或消除(紧接在移除石墨烯支撑层36的第二部分之前)。图35示意性地描绘了示例性处理。在本特定示例中，石墨烯支撑层36的第二部分由所有剩余的石墨烯支撑层36构成。因此，在本实施例中，移除石墨烯支撑层36的第二部分使得石墨烯支撑层36被完全移除。
该方法还包括剥离定位在石墨烯支撑层36的第二部分上方的层，由此形成独立隔膜14，如图36所示。
在实施例中，使用侧蚀来执行移除石墨烯支撑层36的第一部分48和石墨烯支撑层36的第二部分中的任一者或两者。
在实施例中，在制造表膜期间，通过处理最初上面沉积有至少一个石墨烯层2的衬底6来控制独立隔膜14中的张力。可以在移除第一衬底部分11之前或之后执行衬底6的处理。在实施例中，衬底6的处理包括使上面最初形成有至少一个石墨烯层2的衬底6的平坦表面变形。示例性变形示意性地描绘在图42和图43中。在图42中，衬底6已经被处理，使得衬底6在上面已经沉积有至少一个石墨烯层2的衬底6的侧部上向外弯曲。这样将张力施加到至少一个石墨烯层2。在图43中，衬底6已经被处理，使得衬底6在上面已经沉积有至少一个石墨烯层2的衬底6的一侧向内弯曲。这样将压缩力施加到至少一个石墨烯层2。可以以多种方式执行衬底6的变形。在一个实施例中，通过对衬底6非均一地加热或冷却来实现变形。非均一地加热或冷却引起相应的非均一的热膨胀或收缩，这样可以使衬底2变形。
当在EUV光刻设备中使用包括石墨烯的表膜时，存在于该表膜附近的EUV光子、氧、氢和/或水可能形成石墨烯晶格中的缺陷。该缺陷也可能由于用于沉积石墨烯的工艺(例如CVD工艺)中的内在限制而存在。损坏或内在缺陷可能减小石墨烯的机械稳固性并且由此提高表膜损坏的可能性。无缺陷的石墨烯更为稳固而免于由EUV光子、氧、氢和/或水引起的损坏。将会在缺陷部位处优先地发生从石墨烯不适当地蚀刻掉碳。因此，减小缺陷的数目将会减小不当蚀刻的范围和/或速率。减小不当蚀刻将会帮助表膜较长时间地维持其透射性质和侧向成像均一性。
无定形碳沉积对于EUV的使用而言是内在的。由于碳会减小表膜透射率，所以这种工艺对于表膜而言通常是不符合期望的。然而，对于具有包括一个或更多个石墨烯层的独立隔膜的表膜而言，无定形碳在表膜表面上的沉积可以用于修复内在地存在的缺陷或者由EUV光子、氧、氢和/或水引起的缺陷。无定形碳到石墨烯的转变可以i)被热激活；ii)被催化激活；或者iii)通过施加剪力而实现。下文描述采用了(i)和(ii)的实施例。
在实施例中，使用了热激活。这种途径可以特别适用于独立隔膜包括至少一个石墨烯层并且无盖层的示例。在光刻设备中正在使用的表膜的温度将依赖于光刻设备的特定操作参数。通常，在1000W电源功率的正常使用情况下，预期将会达到约500K和800K之间的温度。若表膜的厚度不随之减小，则这种表膜温度将仅在提高电源功率之后升高。对于无定形碳到石墨烯的转化的热激活而言，大于800K的表膜温度是优选的。
在实施例中，提供了一种器件制造方法，其中，使用包括形成独立隔膜14的至少一个石墨烯层2的表膜80来保护图案形成装置MA。电流穿过至少一个石墨烯层2，以加热所述至少一个石墨烯层2。这种加热热激活无定形碳到单层或多层石墨烯的转变，由此实现了对存在于至少一个石墨烯层2中的缺陷或损坏的修复。因此，表膜80至少部分地被原位修复，从而改善了表膜80的平均性能和耐久性。
在实施例中，将至少一个石墨烯层2加热至大于800K、可选地大于850K、可选地大于900K、可选地大于1000K。
在实施例中，包括碳源的材料流可以提供至表膜80上。该流可以包括以下两种流中的一种或两种：蒸发的碳(例如无定形碳)流；和基于碳的前驱气体流。基于碳的前驱气体是充当碳源(例如无定形碳)的气体。基于碳的前驱气体可以包括例如以下材料中的一种或更多种：甲烷(CH4)或乙炔(C2H2)。提供包括碳源的材料流使得有可能控制碳的供应。控制碳的供应例如对于确保修复工艺的均一性和/或避免碳的过度沉积(其可以减小通过表膜的透射率)可以是期望的。可以在加热独立隔膜期间施加材料流。碳的提供不限于上述示例性方法。碳可以以任何形式提供。
在实施例中，表膜80具备两个或更多个导电接触区域314，这些导电接触区域定位成允许经由所述两个或更多个导电接触区域314将电流驱动通过独立隔膜14。所述两个或更多个导电接触区域314可以与至少一个石墨烯层2直接接触而形成。在脱机修复表膜80的情况下，设置有导电接触区域314的表膜80的示例被描绘于图41中。然而，表膜80也可以以下述方式配置而成，该方法允许在表膜80原位处于光刻设备内(例如，保护光刻设备的光学元件，诸如图案形成装置)时施加加热。导电(例如金属的)接触区域的制造可以容易地整合到制造工艺中(例如，其中，所述制造是基于CMOS/MEMS的)。
在示例示出于图41和图46中的实施例中，提供用于处理(例如修复)表膜80的设备300。设备300可以配置成脱机或联机操作。在脱机使用时，设备300可以用于在表膜80最初用于光刻设备中之前修复至少一个石墨烯层中的内在缺陷。可替代地或另外地，设备300可以用于在表膜80在光刻设备中的使用期间已经损坏之后修复表膜80。表膜80包括形成独立隔膜14的至少一个石墨烯层2。例如，表膜80可以呈本申请中的其它地方披露的各种形式中的任一种。例如，表膜80可以是由本申请中披露的方法中的任一者获得的或者能够获得的。
在实施例中，如图41所示，设备300包括用于驱动电流通过独立隔膜14以加热独立隔膜(因此也加热独立隔膜14中的至少一个石墨烯层2)的电流驱动设备312。电流驱动设备312可以包括适合于驱动所需的电流通过独立隔膜14的任何类型的电源。电流驱动设备312可以包括用于连接到导电接触区域314的适当的导线和/或电连接件。
在实施例中，设备300包括用于将包括碳源(例如无定形碳)的材料流施加到表膜80上的一个或更多个供应口316、318。设备300可以包括用于储存包括碳源的材料的适当的容器。当碳源包括蒸发的碳时，可以提高用于蒸发碳的设备。
在实施例中，设备300还包括用于在修复表膜80期间容纳所述表膜80的壳体310。在这种实施例中，一个或更多个供应端口316、318可以将包括碳源的材料流从壳体310外部输送到壳体310内部。
在实施例中，如图46所示，设备300配置成使用电化学沉积以将碳施加到至少一个石墨烯层2。这可以使用电化学电池来实现。在电化学电池中，独立隔膜14浸没在包含电解质和/或碳前驱体的溶液426的浴器424中。独立隔膜14充当工作电极。当施加电化学电位时，在独立隔膜14的表面上将会发生氧化还原反应。有机前驱体形成碳(通过还原或氧化)并且碳沉积在独立隔膜14的表面上。因此，独立隔膜14可以如所期望地被处理(例如，修复)。
电化学电池的许多适当的构造是可以获得的。在图46所示的示例中，设备300包括具有三个电极的电化学电池：独立隔膜14(作为工作电极)、反电极422以及参考电极423。三电极式电化学电池的操作原理在本领域中是公知的。也可以使用其它类型的电化学电池(例如两电极或四电极)。
可以在文献中找到用于在一般背景中执行电化学碳沉积的细节。这些技术可以用于根据本方法处理表膜。在下文中给出示例。
在Surface and Coatings Technology 124(2000)第196-200页中，Q.Fu等人披露了多种有机溶剂作为碳前驱体的使用，并且研究了碳前驱体(DMF、CH3CN等)对通过电沉积而在氧化铟锡上获得的膜中sp2/sp3碳比率的影响。
在Journal of The Electrochemical Society，1555E49-E552008中，Sadoway等人披露了类金刚石碳(DLC)涂层在衬底上的电化学生长。
虽然在用于电化学碳沉积的许多已被描述的技术中使用了相对较大的正电位(例如在1000V的区域中)，但也存在在较低的电压下并且在室温下执行沉积的已被描述的技术。在ACSNano，2016，10(1)，第1539-1545页中，Kim等人展示了缺陷部位和晶界处的电流密度较高，由此实现了这些部位上的选择性电化学沉积。
在J.Mater.Chem.，2008，18，第3071-3083页中，Burghard等人展示了可以利用电化学地获得的聚合物来修饰碳纳米管。在Small 2011，7，第1203-1206页中，Liu等人披露了可以通过石墨烯氧化物电化学地获得石墨烯。
在US2013/0098768A1中描述了可替代的方法。将石墨悬置于溶剂中并且掺杂有刘易斯(Lewis)酸或布朗斯特()酸，以形成带正电的石墨片。然后，将负电位施加到衬底上，使得掺杂的石墨迁移到形成石墨烯的衬底的表面。该方法适合于许多类型的衬底。在实施例中，将独立隔膜14用作该衬底。这样，该方法用于将碳沉积在独立隔膜14的至少一个石墨烯层2上。
在ACSNano 2012，6，第205-211页中，Z.Yang等人披露了：利用具有比碳更低的负电性的原子(诸如硼(B))掺杂石墨烯可以提供正电荷在石墨烯表面上的分布。在实施例中，将这种掺杂施加于石墨烯并且将负电位施加于独立隔膜14，使得石墨从石墨烯迁移到独立隔膜14的表面。
在实施例中，促进由碳到单层或多层石墨烯的转化的催化活性金属提供于表膜80的至少一个石墨烯层2内或者与所述至少一个石墨烯层2接触。催化性金属可以以任何形式提供，这些形式包括例如以下形式中的一种或更多种：原子、分子、纳米颗粒、蒸气或薄膜。可以在制造过程的任何阶段提供催化性金属。当在表膜80的使用期间或者在使用之后修复表膜80的处理期间存在时，催化活性金属可以使得碳到单层或多层石墨烯的期望的转换能够比在无催化活性金属的情况下将有可能的转变的更低温度下高效地进行。在实施例中，在沉积至少一个石墨烯层2之前或期间提供催化活性金属。在这种情况下，催化活性金属可以改善至少一个石墨烯层2的品质。催化活性金属可以减小存在于至少一个石墨烯层2中的缺陷的数目。催化活性金属可以作为蒸气而被提供。在这种情况下，可以理想地避免在表膜80的制造期间蚀刻掉代替金属蒸气而提供的金属膜的要求。可替代地或另外地，使用金属蒸气来代替金属膜可以通过允许粒径和/或表面形态的改善优化来改善至少一个石墨烯层2的品质，这是因为石墨烯通常不保形地粘合到金属表面。在实施例中，至少一个石墨烯层2生长于介电表面上，同时由金属蒸气提供催化性激活。可选地，在至少一个石墨烯层2的生长之前，对介电衬底加种晶。可以例如由在介电质上沉积小的剥落的石墨烯薄片来执行加种晶。
在实施例中，催化活性金属包括过渡金属。在实施例中，虽然催化活性金属包括Fe、Co、Ni和Cu中的一种或更多种，但可以使用其它材料。
在实施例中(图38中示意性地描绘该实施例的示例)，通过在至少一个石墨烯层2的一侧或两侧上形成催化活性金属层302、304来提供催化活性金属。在图中所示的特定示例中，层302、304设置在两侧上，但这不是必须的。所述层可以仅设置在顶侧上或者仅设置在底侧上。
可替代地或另外地，在实施例中(在图39中示意性地描绘了该实施例的示例)，通过在至少一个石墨烯层2内形成催化活性金属层306来提供催化活性金属。
可替代地或另外地，在实施例中(在图40中示意性地描绘了该实施例的示例)，通过在至少一个石墨烯层2内包括催化活性金属的纳米颗粒308来提供催化活性金属。
可替代地或另外地，在实施例中，通过用催化活性金属的原子掺杂至少一个石墨烯层中的石墨烯来提供催化活性金属。
在实施例中，通过在存在催化活性金属的蒸气的情况下执行至少一个石墨烯层2的沉积(例如，通过CVD)来提供催化活性金属。
在实施例中(在图44中示意性地描绘了该实施例的示例)，独立隔膜14形成有位于至少一个石墨烯层2的任一侧或两侧的盖层402、404。在图44所示的特定示例中，盖层402、404设置在至少一个石墨烯层2的两侧。盖层402、404保护至少一个石墨烯层2免受自由基物质(诸如氢、氧和羟基自由基物质)的化学侵蚀。这些自由基物质在扫描条件期间有可能存在并且可能在不存在盖层402、404的情况下引起独立隔膜14的降解。本发明人已经进行了实验，实验证明了例如石墨曝露于氢(H*)自由基的通量的效果。在氢自由基发生器中经过28小时的曝露之后，二次电子图像(SEM)中可见的孔的数目显著地大于曝露之前的数目。
在实施例中，盖层402、404包括金属或金属氧化物。由金属或金属氧化物形成的盖层402、404已经被发现在保护石墨烯方面尤其有效。在实施例中，盖层包括从以下群组中选择的一种或更多种材料：Ru、Mo、B、MoSi2、h-BN(六角形氮化硼)、HfO2、ZrO2、Y2O3、Nb2O5、La2O3和Al2O3。金属Ru和Mo、化合物MoSi2和h-BN、以及金属氧化物HfO2、ZrO2、Y2O3、Nb2O5、La2O3和Al2O3已经被发现作为盖层402、404尤其有效。也可以使用其它高k介电材料。
可以使用各种技术(包括例如物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、蒸发或原子层沉积(ALD))来沉积盖层402、404。盖层402、404应该相对较薄(为纳米级)以使EUV透射损失最小化。本发明人已经发现，ALD对于产生极薄并且仍然完全闭合的层尤其有效。
在实施例中(在图45中示出了该实施例的示例)，通过在盖层402、404与至少一个石墨烯层2之间设置粘合层412、414来改善盖层402、414与至少一个石墨烯层2之间的粘合。在不存在任何粘合层的情况下，石墨烯与涂覆在该石墨烯上的材料之间的粘合可能较差。可以通过在表面上形成亲水性-OH基团来改善粘合。例如，在表面上的亲水性-OH基团允许氧化物的良好粘合。然而，已经发现，在表面上形成亲水性-OH基团可能通过破坏sp2键结网络而损害石墨烯的电子稳定性。损害电子稳定性可能导致产生原子部位，该部位充当进一步缺陷产生的起点。
在实施例中，粘合层412、414配置成减小或避免对石墨烯的电子稳定性的损害。在实施例中，粘合层412、414包括具有sp2键合的碳和亲水性基团的材料。sp2键合的碳的存在减小或避免了对石墨烯的电子稳定性的损害。亲水性基团的存在促进了良好粘合。在实施例中，粘合层412、414包括无定形碳(a-C)。在实施例中，无定形碳被部分地氧化。预期部分地氧化的无定形碳具有sp2键合的碳和亲水性基团两者，诸如Cn-OH或Cn-COOH。
在上文所描述的实施例中，提供了石墨烯支撑层36。石墨烯支撑层包括以下材料中的一种或更多种：过渡金属，诸如Mo、Ni、Ru、Pt、Cu、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、W；或它们的硅化物，诸如硅化Mo、硅化Ni、硅化Ru、硅化Pt、硅化Cu、硅化Ti、硅化V、硅化Zr、硅化Nb、硅化Hf、硅化Ta、硅化W。由于处理设备的污染风险，当执行某些高温处理步骤时，不希望存在这些材料中的一些材料。例如，在低压化学气相沉积(LPCVD)工艺(其通常可以在约800摄氏度下执行)期间，不希望存在Mo或硅化Mo。已经发现的是，这种LPCVD工艺可以用于形成SixNy的尤其有效的包封或牺牲层42。虽然PECVD也可以用于形成SixNy的包封层或牺牲层42，但已经发现的是，包封层或牺牲层42中的针孔可能允许后续湿式蚀刻步骤中的蚀刻剂(例如KOH)穿过包封层或牺牲层42。已经进一步发现的是，至少一个石墨烯层2的粘合较差，这限制了在已经形成至少一个石墨烯层2之后可以进行的处理步骤的范围。已经进一步发现的是，尤其在包括Mo或硅化Mo时，石墨烯支撑层36中的应力可以通过在高温下进行处理而改变。因此，当存在石墨烯支撑层36时进行的各个高温处理步骤使得石墨烯支撑层36中的应力的控制变得更为复杂。在下文中参考图47至图67来描述避免或减少上述问题的处理流程。在各个处理流程中，提供叠层，其中，在形成包封层或牺牲层42之后形成石墨烯支撑层36。三个可替代的处理流程分别描绘于图47至图52、图53至图56、和图57至图60中。各个处理流程从硅晶片(及其原生氧化物)开始并产生多层结构，其中，在形成石墨烯支撑层36之前和在形成至少一个石墨烯层2之前，使用LPCVD形成图案化的包封层或牺牲层42。
在图47至图52的处理流程中，处理包括硅晶片的基础层8(图47)，以便在硅晶片的外表面上形成氧化硅层34(SiO2)(图48)。例如，可以在约1000摄氏度下使用热氧化来形成氧化硅层34。在后续步骤中，蚀刻叠层的下侧，以移除基础层8的下侧上的氧化硅层34(图49)。在后续步骤中，施加包封层或牺牲层42，以产生图50所示的布置。本实施例中的包封层或牺牲层42包括LPCVD SixNy层(在例如约800摄氏度下沉积的)。在后续步骤中，图50的布置被光刻图案化，然后被处理(例如，通过RIE)以便在包封层或牺牲层42中形成窗口44和46，如图51所示。在后续步骤中，形成填充窗口44的石墨烯支撑层36。石墨烯支撑层36可以呈上文所描述的形式中的任一种(例如，包括金属或金属硅化物，例如Mo或硅化Mo)。在实施例中，石墨烯支撑层36包括在20摄氏度下(或在更高的温度下，例如室温与约1000摄氏度之间的任何温度)使用CVD沉积的Mo。
在图53至图56的处理流程中，处理包括硅晶片的基础层8(图53)，以便在基础层8周围施加包封层或牺牲层42(图54)。本实施例中的包封层或牺牲层42包括LPCVD SixNy层(在例如约800摄氏度下沉积的)。在后续步骤中，图54的布置被光刻图案化，然后被处理(例如，通过RIE)以便在包封层或牺牲层42中形成窗口，如图55所示。在后续步骤中，石墨烯支撑层36形成在叠层的上侧上，以提供图56所示的布置。石墨烯支撑层36可以呈上文所描述的形式中的任一种(例如，包括金属或金属硅化物，例如Mo或硅化Mo)。在实施例中，石墨烯支撑层36包括在20摄氏度下(或在更高的温度下，例如室温与约1000摄氏度之间的任何温度)使用CVD沉积的Mo。
在图57至图60的处理流程中，处理包括硅晶片的基础层8(图57)以便在基础层8周围施加包封层或牺牲层42(图58)。本实施例中的包封层或牺牲层42包括LPCVD SixNy层(在例如约800摄氏度下沉积的)。在后续步骤中，图58的布置被光刻图案化，然后被处理(例如，通过RIE)以便在包封层或牺牲层42中形成窗口46。然后，TEOS层504在例如400摄氏度下使用PECVD或LPCVD形成于叠层的上侧上，以提供图59所示的布置。在后续步骤中，石墨烯支撑层36形成于叠层的上侧上，以提供图60所示的布置。石墨烯支撑层36可以呈上文所描述的形式中的任一种(例如，包括金属或金属硅化物，例如Mo或硅化Mo)。在实施例中，石墨烯支撑层36包括在20摄氏度下(或在更高的温度下，例如室温与约1000摄氏度之间的任何温度)使用CVD沉积的Mo。
图61至图67描绘了已经在较早阶段使用高温LPCVD工艺形成包封层或牺牲层42(例如，在约800摄氏度下形成LPCVD SixNy层)之后提供石墨烯支撑层36的处理流程(诸如，图47至图52的处理流程、图53至图56的处理流程、或图57至图60的处理流程)之后执行的示例性处理流程。
在图61至图67的特定示例中，处理流程从图52的布置开始。处理图52的布置，以便在石墨烯支撑层36的上表面上形成至少一个石墨烯层2(图61)。至少一个石墨烯层2可以呈上文所描述的形式中的任一种(例如，在900至1000摄氏度的温度下使用CVD形成)。在后续步骤中，另一个石墨烯支撑层38形成于至少一个石墨烯层2上，以产生图62所示的布置。在实施例中，另一个石墨烯支撑层38和石墨烯支撑层36具有相同的成分并且使用相同的方法形成。在实施例中，石墨烯支撑层36和另一个石墨烯支撑层38两者包括在20摄氏度下(或在更高的温度下，例如室温与约1000摄氏度之间的任何温度)使用CVD沉积的Mo。在后续步骤中，由另一个包封层或牺牲层48包封叠层，以产生图63所示的布置。在实施例中，另一个包封层或牺牲层48包括使用CVD沉积的聚对二甲苯。
在后续步骤中，使用KOH蚀刻(或者通过深RIE的部分蚀刻之后的KOH蚀刻)移除形成基础层8的硅在窗口46内的部分，由此产生图64的布置。在后续步骤中，移除另一个包封层或牺牲层48(例如，在桶蚀刻器中由O2微波等离子体)以产生图65的布置。在后续步骤中，将氧化物蚀刻(例如，BHF)应用于叠层的下侧，以移除石墨烯支撑层36下方的氧化硅层34的曝露部分(图66)。最后，移除石墨烯支撑层36及另一个石墨烯支撑层38(例如，使用湿式H2O2蚀刻或气相蚀刻工艺)以保留独立隔膜14，如图67所示。
在上文参考图47至图68所描述的实施例中，可以在沉积期间将包封层或牺牲层42、石墨烯支撑层36和/或另一个石墨烯支撑层38中的应力从张力调至压缩力，或者从压缩力调至张力，以便控制独立隔膜14中的应力。
在至少一个石墨烯层2形成于石墨烯支撑层36上的实施例中，移除第一衬底部分11以形成独立隔膜14将会包括移除石墨烯支撑层36在所述至少一个石墨烯层2的待形成独立隔膜14的部分下方的部分。上文参考图16与图17之间、图19与图20之间、图26与图27之间、图34与图35之间以及图66与图67之间的转变而描述了石墨烯支撑层36的这种部分的移除。可以使用湿式蚀刻来移除石墨烯支撑层36的所述部分。例如，可以使用包括水中的过氧化氢的湿式蚀刻来移除Mo。然而，本发明人已经发现，湿式蚀刻可能引起对独立隔膜14的损坏并且降低良率。本发明人已经发现，可以通过使用气相蚀刻工艺而不是湿式蚀刻工艺来提高良率。相对于湿式蚀刻而言，良率的改善被认为归因于毛细管力效应、浓度梯度效应和布朗(Brownian)运动效应的降低或消除。毛细管力效应、浓度梯度效应和布朗运动效应的降低或消除也便于所述制造表膜的方法按比例放大至较大尺寸的表膜。
一种用于使用气相蚀刻工艺移除石墨烯支撑层36的一部分的示例性设备500描绘于图69中。在本示例中，加热包含待蒸发的液体(例如水)的储存器502以产生蒸气(例如蒸汽)。叠层(诸如描绘于图16、图19、图34和图66中的任一幅中)被定位，使得石墨烯支撑层36的一部分曝露于蒸气。选择蒸气，以便通过气相蚀刻移除石墨烯支撑层36的曝露部分。本发明人已经发现，这种方法在石墨烯支撑层36包括Mo或硅化Mo(例如MoSi2)并且蒸气包括蒸汽时尤其适用。
上述制造方法和其它制造方法提供了包括结合到隔膜支撑件的隔膜的表膜80。在上文所论述的方法的上下文中，隔膜支撑件被称作第二衬底部分12。在那些方法中，通过从衬底移除第一衬底部分11来制造第二衬底部分12。然而，这样形成隔膜支撑件并不是必须的。
所述隔膜包括石墨烯层(例如上文所描述的至少一个石墨烯层2)。该隔膜通过薄膜沉积工艺结合到隔膜支撑件并且形成于隔膜支撑件上。薄膜沉积工艺可以包括化学气相沉积或其它薄膜沉积工艺。该隔膜与隔膜支撑件之间的结合是由隔膜层到隔膜支撑件上的薄膜沉积工艺所引起的隔膜与隔膜支撑件之间的内在结合。该结合可以是由石墨烯层至隔膜支撑件上的薄膜沉积工艺所引起的石墨烯层与隔膜支撑件之间的内在结合。可选地，对于表膜相对于重力方向的所有方向而言，所述内在结合具有使得该隔膜在作用于该隔膜上的重力下保持结合到隔膜支撑件的结合强度。
在可替代的实施例中，如图70中示意性地描绘的，通过将至少一个石墨烯层2从液体608的表面转移到框架600上而制造用于光刻设备的表膜。框架600包括开口606和环绕开口606的边界区域604。在图70中，从侧方示出框架600，因此开口604不直接可见。以虚线描绘了开口604的边界。开口604包括在图70所示的方向上从框架600的右侧穿透到框架600的左侧的孔。在转移到框架600之后，至少一个石墨烯层2跨过开口606，由此形成独立隔膜14。在图70所示的实施例中，框架600在垂直于液体608的表面的方向上(即，在图中所示的方向上竖直地)浸渍到液体608中，然后被移除。毛细管力和粘合力将至少一个石墨烯层2拖曳到框架600上。然而，其它配置是可能的。产生具有高良率的较大独立隔膜14是具有挑战性的。由于独立隔膜的高纵横比，所以表面张力和毛细管力效应可能引起独立隔膜14的撕裂或破裂。另外，难以确保至少一个石墨烯层2与框架600之间的可靠的粘合。
在实施例中，液体608具有减小表面张力或毛细管效应并由此减小撕裂或破裂的风险的成分。在实施例中，液体608包括水、醇(例如浓度小于50％的乙醇)和非醇的其它溶剂(例如，酮，诸如丙酮；或乙腈)的混合物。优选地，选择其它溶剂，以使在至少一个石墨烯层2转移到框架600之后完全跨过框架600中的开口606的液滴的形成的可能性减小，或者防止该液滴的形成(相对于液体仅包括水和醇(例如浓度小于50％的乙醇)的情况而言)。在不存在其它溶剂并且形成完全跨过开口606的液滴时，该液滴的破裂可能归因于施加于独立部件14的表面张力或毛细管力而引起独立隔膜14的损坏。在实施例中，其它溶剂与水和/或水与醇(例如，浓度小于50％的乙醇)的混合物能够充分地互溶。因此，其它溶剂能够显著地形成和破坏溶液中的氢键。在实施例中，其它溶剂具有比不具有其它溶剂的液体608的沸点低至少10摄氏度(可选地至少20摄氏度，可选地至少25摄氏度)的沸点。例如，在其它溶剂是丙酮的情况下，沸点将是约57摄氏度，而水与乙醇的混合物的沸点通常在85摄氏度至90摄氏度的范围内。这样将其它溶剂的沸点配置得明显不同可以促进较小的液滴在独立隔膜14上的形成。较小的液滴的形成将使得表面张力效应更加局部化，并且因此不大可能引起独立隔膜14的损坏。对于具有更加类似于水/乙醇混合物的沸点(例如，高于丙酮的沸点)但具有明显不同的蒸气压力(例如，低于丙酮)的其它溶剂组合物而言，可以实现相似的效果。乙腈是这种其它溶剂组合物的示例。
在实施例中，通过配置框架600，使得与至少一个石墨烯层2接触的框架600的至少一部分(图70的示例中的边界区域604)是疏水性的，由此改善至少一个石墨烯层2到框架600的粘合。在实施例中，通过由已经处理以便在表面处形成Si-H(例如，通过将Si浸没在HF溶液中，例如48％HF溶液)的Si形成框架600的至少一部分而提供所述疏水性部分。
在实施例中，当液体具有在20摄氏度至80摄氏度、优选地25至80摄氏度、更优选地25摄氏度至60摄氏度、更优选地30摄氏度至55摄氏度、特别是30摄氏度至40摄氏度范围内、或者大致在35摄氏度的温度时，执行至少一个石墨烯层2到框架600的转移。已经发现的是，这样改善表面张力，以使表面张力或毛细管效应引起独立隔膜14的损坏的风险减小。
在实施例中，制造表膜的方法被调整，使得独立隔膜14包括具有不同的化学成分的多个层的序列，其中，该序列包括至少一个石墨烯层2和除石墨烯之外的二维材料的至少一个层700。示例性配置描绘于图71至图73中。
多种二维材料是可以获得。在作为单层提供时，二维材料有时被称作2D形貌材料或单层材料，并且包括单层原子。不同的2D材料的分层组合有时被称作范德华(vanderWaals)异形结构。2D材料的示例包括石墨烯、石墨炔、硼墨烯、硅烯、锡烯、磷烯、辉钼矿、石墨烷、h-BN(六角形氮化硼)、锗烷、MXene(二维过渡金属碳(氢)化物)和过渡金属的二硫族化物(包括例如MoS2)、MoSe2和WSe2。MXene是具有Mn+1XnTx的通式的分层过渡金属碳化物和碳氮化物，其中，M表示早期过渡金属、X表示碳和/或氦，并且Tx表示表面终端(主要是＝O、-OH或-F)。
除石墨烯之外的二维材料的一个或更多个层合并到独立隔膜14中可以提供多种益处。
第一，除石墨烯之外的二维材料的一个或更多个层可以用于在光刻术中使用表膜期间控制(例如减少)自由基(诸如H*和OH*)的蚀刻。对蚀刻的控制改善了表膜可靠性和性能。
第二，除石墨烯之外的二维材料的一个或更多个层可以为独立隔膜14提供额外的机械强度。所述额外的机械强度改善了表膜稳固性和使用期限。磷烯(其中，每一个C原子改为P原子的石墨烯的相似物)，可以维持高达30％的拉伸应变并且在化学上是惰性的。磷烯尤其适合于合并到独立隔膜14中，以便为独立隔膜14提供额外的机械强度。
第三，除石墨烯之外的二维材料的一个或更多个层可以改善独立隔膜14的热性质。这种改善可以包括例如通过改善DUV发射特性来减小在使用期间独立隔膜14上的热负荷。h-BN尤其适合于这种应用。h-BN具有约6eV的带隙，这允许DUV发射。h-BN在化学上也是惰性的，并且在高达1500K时是热稳定的。此外，h-BN和其它二维材料(包括石墨烯)之间存在良好的原子晶格匹配，这有利于从二维材料(诸如h-BN)开始的包括石墨烯的叠层的外延生长。
图71至图73示出了将除石墨烯之外的二维材料的至少一个层700合并到独立隔膜14中的三种不同的模式。
图71描绘了一种布置，在该配置中提供包括至少一个石墨烯层2与除石墨烯之外的二维材料的至少一个层700交替的交替序列的多个层的序列。因此，在一个或更多个石墨烯层2之后接着有一个或更多个不同二维材料层700，在所述一个或更多个不同二维材料层700之后又接着有一个或更多个石墨烯层2，依此类推。这种类型的布置可以：保护至少一个石墨烯层2免受来自自由基的化学侵蚀，将额外的机械强度提供至独立隔膜14，和/或改善独立隔膜14的热性质。
图72描绘了除石墨烯之外的二维材料的层作为盖层设置于独立隔膜14的外侧的布置。这种类型的布置尤其适合于保护至少一个石墨烯层2免受来自自由基的化学侵蚀。
图73描绘了除石墨烯之外的二维材料的至少一个层700夹在一侧上的至少一个石墨烯层2与另一侧上的至少一个石墨烯层2之间的布置。这种类型的布置尤其适合于在使用期间提供额外的机械强度和/或控制独立隔膜14的蚀刻。
图71至图73的布置中(以及包括石墨烯层和除石墨烯之外的二维材料层的其它配置中)的层中的每一个可以以多种不同方式形成，这些方式包括CVD、ALD、PVD、或者适合于所选择的材料的任何其它沉积技术。
在本文描述的任一实施例中，至少一个石墨烯层2可以由除石墨烯之外的二维材料的至少一个层替代。因此，可以提供例如包括独立隔膜14(包括除石墨烯之外的二维材料的至少一个层并且可选地不包含石墨烯)的表膜。除石墨烯之外的二维材料的至少一个层包括以下材料中的一种或更多种的至少一个层：石墨炔、硼墨烯、硅烯、锡烯(stanene)、磷烯(phosphorene)、辉钼矿、石墨烷、h-BN、锗烷、MXene、过渡金属的二硫族化物、MoS2、MoSe2、WSe2。
在本文描述的任一实施例中，所述表膜可以附接至框架，该框架被布置成为独立隔膜提供额外的支撑。附接到框架的表膜形成表膜组件。表膜组件可以永久地或者以可解除的方式附接到图案形成装置(诸如光刻掩模)，由此形成掩模组件。
虽然在本文中可以具体地参考了光刻设备在制造IC中的使用，但应该理解的是，这里所描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、隔膜磁头等。可以在曝光之前或之后在例如轨道(通常将抗蚀剂层施加至衬底并且显影图案化/曝光后的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检测工具中处理本文所提及的衬底。在可应用的情况下，可以将本文所披露的内容应用于这些及其它衬底处理工具。另外，可以将衬底处理多于一次，例如为了产生多层IC，使得本文所使用的术语“衬底”也可以指已经包含多个已处理层或未经处理层的衬底。
尽管上文已经描述了本发明的具体实施例，但将会了解的是，可以与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。例如，可以用执行相同功能的非漆层代替各个漆层。
以上的描述意图是示例性的，而不是限制性的。因此，本领域的技术人员将会理解，在不背离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的实施例进行修改。

Claims (93)

1.一种制造用于光刻设备的表膜的方法，包括：
将至少一个石墨烯层沉积在衬底的平坦表面上，其中，所述衬底包括第一衬底部分和第二衬底部分；和
移除所述第一衬底部分，以便由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜由所述第二衬底部分支撑。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在垂直于所述衬底的平坦表面的方向上观察时，所述第一衬底部分被所述第二衬底部分环绕。
3.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述独立隔膜对于波长为13.5nm的辐射的透明度为至少80％。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在垂直于衬底的平坦表面的方向上观察时，所述独立隔膜具有至少1mm2的表面积。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述至少一个石墨烯层包括多个石墨烯层。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述独立隔膜包括所述至少一个石墨烯层的一部分和在所述至少一个石墨烯层的上表面或下表面上的至少一个附加层。
7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在移除所述第一衬底部分期间，在包括所述至少一个石墨烯层和所述衬底的叠层的至少前表面和侧表面上涂覆包封层或牺牲层。
8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过选择性蚀刻所述衬底而移除所述第一衬底部分。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用化学气相沉积来沉积所述至少一个石墨烯层。
10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述衬底包括基础层和石墨烯支撑层；
所述至少一个石墨烯层沉积在所述石墨烯支撑层上。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述石墨烯支撑层包括以下物质中的一种或多种：Mo、Ni、Ru、Pt、Cu、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Cr、硅化钼、硅化镍、硅化钌、硅化铂、硅化铜、硅化钛、硅化钒、硅化锆、硅化铌、硅化铪、硅化钽、硅化钨、硅化铬、钼的碳化物、镍的碳化物、钌的碳化物、铂的碳化物、铜的碳化物、钛的碳化物、钒的碳化物、锆的碳化物、铌的碳化物、铪的碳化物、钽的碳化物、钨的碳化物、铬的Cr碳化物。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中，
包括所述至少一个石墨烯层和所述衬底的叠层包括包封层或牺牲层，该包封层或牺牲层在移除所述第一衬底部分期间涂覆在所述叠层的至少前表面和侧表面上；并且
在形成所述包封层或牺牲层之后形成所述石墨烯支撑层。
13.如权利要求12所述的方法，其中，使用LPCVD形成所述包封层或牺牲层，并且所述石墨烯支撑层包括Mo或硅化钼。
14.如权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，移除所述第一衬底部分以形成所述独立隔膜包括使用气相蚀刻工艺移除所述石墨烯支撑层的一部分的步骤。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述衬底包括基础层和第一石墨烯支撑层；
所述至少一个石墨烯层被沉积在所述第一石墨烯支撑层上；并且
第二石墨烯支撑层被沉积在所述至少一个石墨烯层上。
16.如权利要求15所述的方法，其中，所述第一石墨烯支撑层和所述第二石墨烯支撑层具有相同的成分。
17.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在垂直于所述衬底的平坦表面的方向上观察时，在所述独立隔膜外部的所述至少一个石墨烯层的一部分上设置有控制层，所述控制层能够用于控制所述独立隔膜中的张力。
18.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
所述衬底包括基础层和石墨烯支撑层；
所述至少一个石墨烯层沉积在所述石墨烯支撑层上；并且
所述方法包括按照以下顺序的下述步骤：
移除所述石墨烯支撑层的第一部分，而不移除所述至少一个石墨烯层的沉积在所述石墨烯支撑层的第一部分上的部分；
将控制层沉积在所述至少一个石墨烯层上方；
移除所述石墨烯支撑层的第二部分，使得所述至少一个石墨烯层与定位在所述石墨烯支撑层的第二部分上方的层之间的粘合力减弱或消除；和
剥离定位在所述石墨烯支撑层的第二部分上方的所述层，由此形成所述独立隔膜。
19.如权利要求18所述的方法，其中，使用侧蚀来执行所述石墨烯支撑层的第一部分和所述石墨烯支撑层的第二部分中的任一者或两者的移除。
20.如权利要求17至19中任一项所述的方法，还包括：处理所述控制层，以改变所述控制层的内部结构，并且由此改变所述独立隔膜中的张力。
21.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述表膜配置成保护光刻设备中的光学元件。
22.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述独立隔膜配置成连续地跨过光刻设备中的图案形成装置。
23.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：形成两个或更多个导电接触区域，所述两个或更多个导电接触区域定位成允许经由所述两个或更多个导电接触区域驱动电流通过所述独立隔膜。
24.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，促进由碳到单层或多层石墨烯的转化的催化活性金属设置于所述至少一个石墨烯层内或者设置成与所述至少一个石墨烯层接触。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述催化活性金属包括过渡金属。
26.如权利要求24或25所述的方法，其中，通过以下操作中的一种或多种来提供所述催化活性金属：利用所述催化活性金属的原子对所述至少一个石墨烯层进行掺杂；在所述至少一个石墨烯层内形成所述催化活性金属的层；在所述至少一个石墨烯层的一侧或两侧形成所述催化活性金属的层；和在所述至少一个石墨烯层内包括所述催化活性金属的纳米颗粒。
27.如权利要求24至26中任一项所述的方法，其中，通过在存在所述催化活性金属的蒸气的情况下执行所述至少一个石墨烯层的沉积来提供所述催化活性金属。
28.如前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：在沉积所述至少一个石墨烯层之后，处理所述衬底以使所述衬底的平坦表面变形，由此改变所述独立隔膜中的张力。
29.如权利要求28所述的方法，其中，对所述衬底的处理使得所述衬底在该衬底的、上面已经沉积有所述至少一个石墨烯层的一侧向内弯曲，由此向所述至少一个石墨烯层施加压缩力；或者使得所述衬底在该衬底的、上面已经沉积有所述至少一个石墨烯层的一侧向外弯曲，由此向所述至少一个石墨烯层施加张力。
30.如权利要求28或29所述的方法，其中，对所述衬底的处理包括：对所述衬底进行非均匀地加热或冷却。
31.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述独立隔膜形成有位于所述至少一个石墨烯层的任一侧或两侧的盖层。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所述盖层配置成保护所述至少一个石墨烯层免受自由基物质的化学侵蚀。
33.如权利要求31或32所述的方法，其中，所述盖层包括金属或金属氧化物。
34.如权利要求33所述的方法，其中，所述盖层包括从以下群组中选择的一种或更多种材料：Ru、Mo、B、MoSi2、h-BN、HfO2、ZrO2、Y2O3、Nb2O5、La2O3和Al2O3。
35.如权利要求31至34中任一项所述的方法，其中，所述盖层是通过原子层沉积而形成的。
36.如权利要求31至35中任一项所述的方法，其中，在所述盖层与所述至少一个石墨烯层之间设置粘合层。
37.如权利要求36所述的方法，其中，所述粘合层包括具有sp2键合的碳和亲水性基团的材料。
38.如权利要求35或36所述的方法，其中，所述粘合层包括无定形碳。
39.如权利要求38所述的方法，其中，所述无定形碳被部分地氧化。
40.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述独立隔膜包括具有不同的化学成分的多个层的序列，其中，所述序列包括所述至少一个石墨烯层和除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
41.如权利要求40所述的方法，其中，所述多个层的序列包括至少一个石墨烯层与除石墨烯之外的二维材料的至少一个层交替的交替序列。
42.如权利要求40或41所述的方法，其中，所述多个层的序列包括夹在位于一侧的至少一层石墨烯与位于另一侧的至少一层石墨烯之间的除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
43.如权利要求31至39中任一项所述的方法，其中，所述盖层包括除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
44.如权利要求40至43中任一项所述的方法，其中，所述除石墨烯之外的二维材料的至少一个层包括以下材料中的一种或更多种的至少一个层：石墨炔、硼墨烯、硅烯、锡烯、磷烯、辉钼矿、石墨烷、h-BN、锗烷、MXene、过渡金属的二硫族化物、MoS2、MoSe2、WSe2。
45.一种制造用于光刻设备的表膜的方法，包括：
将至少一个石墨烯层从液体的表面转移到包括开口的框架，从而由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜跨过所述开口并且由所述框架支撑，其中，所述框架的与所述至少一个石墨烯层接触的部分是疏水性的。
46.一种制造用于光刻设备的表膜的方法，包括：
将至少一个石墨烯层从液体的表面转移到包括开口的框架，从而由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜跨过所述开口并且由所述框架支撑，其中，在将所述至少一个石墨烯层转移到所述框架期间，所述液体具有在25摄氏度至80摄氏度范围内的温度。
47.一种制造用于光刻设备的表膜的方法，包括：
将至少一个石墨烯层从液体的表面转移到包括开口的框架，从而由所述至少一个石墨烯层形成独立隔膜，所述独立隔膜跨过所述开口并且由所述框架支撑，其中，所述液体包括水、醇和非醇的其它溶剂。
48.如权利要求47所述的方法，其中，与所述液体中不存在所述其它溶剂的情况相比，所述其它溶剂使得在将所述至少一个石墨烯层转移到所述框架之后形成完全跨过所述框架中的所述开口的液滴的可能性减小，或者防止形成所述液滴。
49.一种用于光刻设备的表膜，所述表膜包括至少一个石墨烯层，所述至少一个石墨烯层形成由衬底的一部分的平坦表面支撑的独立隔膜，所述石墨烯层生长在所述衬底上；在垂直于所述平坦表面的方向上观察时，所述平坦表面位于所述独立隔膜的外侧。
50.如权利要求49所述的表膜，其中，所述至少一个石墨烯层是通过化学气相沉积而在所述衬底上形成的层。
51.如权利要求49或50所述的表膜，所述表膜配置成保护光刻设备中的光学元件。
52.如权利要求49至51中任一项所述的表膜，所述表膜配置成连续地跨过光刻设备中的图案形成装置。
53.如权利要求49至52中任一项所述的表膜，其中，所述独立隔膜包括位于所述至少一个石墨烯层的任一侧或两侧的盖层。
54.如权利要求53所述的表膜，其中，所述盖层配置成保护所述至少一个石墨烯层免受自由基物质的化学侵蚀。
55.如权利要求53或54所述的表膜，其中，所述盖层包括金属或金属氧化物。
56.如权利要求55所述的表膜，其中，所述盖层包括从以下群组中选择的一种或更多种材料：Ru、Mo、B、MoSi2、h-BN、HfO2、ZrO2、Y2O3、Nb2O5、La2O3和Al2O3。
57.如权利要求53至56中任一项所述的表膜，其中，所述盖层是通过原子层沉积而形成的。
58.如权利要求53至57中任一项所述的表膜，其中，在所述盖层与所述至少一个石墨烯层之间设置有粘合层。
59.如权利要求58所述的表膜，其中，所述粘合层包括具有sp2键合的碳和亲水性基团的材料。
60.如权利要求58或59所述的表膜，其中，所述粘合层包括无定形碳。
61.如权利要求60所述的表膜，其中，所述无定形碳被部分地氧化。
62.如权利要求49至61中任一项所述的表膜，其中，所述独立隔膜包括具有不同的化学成分的多个层的序列，其中，所述序列包括所述至少一个石墨烯层和除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
63.如权利要求62所述的表膜，其中，所述多个层的序列包括至少一个石墨烯层与除石墨烯之外的二维材料的至少一个层交替的交替序列。
64.如权利要求62或63所述的表膜，其中，所述多个层的序列包括夹在位于一侧的至少一层石墨烯与位于另一侧的至少一层石墨烯之间的除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
65.如权利要求53至61中任一项所述的表膜，其中，所述盖层包括除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
66.如权利要求62至65中任一项所述的表膜，其中，所述除石墨烯之外的二维材料的至少一个层包括以下材料中的一种或更多种的至少一个层：石墨炔、硼墨烯、硅烯、锡烯、磷烯、辉钼矿、石墨烷、h-BN、锗烷、MXene、过渡金属的二硫族化物、MoS2、MoSe2、WSe2。
67.一种光刻设备，包括：
图案形成装置，配置成将图案赋予辐射束；和
表膜，由如权利要求1至48中任一项所述的方法制造并且配置成保护所述图案形成装置。
68.一种光刻设备，包括：
图案形成装置，配置成将图案赋予辐射束；和
如权利要求49至66中任一项所述的表膜，配置成保护所述图案形成装置。
69.一种器件制造方法，包括：使用如权利要求67或68的光刻设备并使用光刻术制造器件。
70.一种表膜，所述表膜能够通过或者通过如权利要求1至48中任一项所述的制造方法获得。
71.一种表膜，包括结合到隔膜支撑件的隔膜，其中，
所述隔膜包括石墨烯层；并且
所述隔膜是利用薄膜沉积工艺结合到和形成在所述隔膜支撑件上的。
72.如权利要求71所述的表膜，其中，所述结合是所述隔膜与所述隔膜支撑件之间的内在结合，所述内在结合是通过所述隔膜在所述隔膜支撑件上的所述薄膜沉积工艺引起的。
73.如权利要求72所述的表膜，其中，所述内在结合具有结合强度，使得所述隔膜在作用在所述隔膜上的重力下保持结合到所述隔膜支撑件。
74.如权利要求71至73中任一项所述的表膜，其中，所述隔膜沉积工艺是化学气相沉积工艺。
75.一种器件制造方法，包括：
使用图案形成装置将图案赋予辐射束；
使用表膜来保护所述图案形成装置，所述表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层；和
使电流通过所述至少一个石墨烯层，以加热所述至少一个石墨烯层。
76.如权利要求75所述的方法，其中，将所述至少一个石墨烯层加热至由碳到单层或多层石墨烯的转变被热激活的温度。
77.如权利要求75或76所述的方法，其中，将所述至少一个石墨烯层加热至高于800K。
78.如权利要求75至77中任一项所述的方法，还包括：将包括碳源的材料流施加到所述表膜上。
79.一种用于处理表膜的设备，所述表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层，所述设备包括：
电流驱动设备，用于驱动电流通过所述独立隔膜以加热所述独立隔膜。
80.如权利要求79所述的设备，还包括：供应口，用于将包括碳源的材料流施加到所述表膜上。
81.如权利要求80所述的设备，还包括：壳体，用于在所述表膜的处理期间容纳所述表膜，其中，所述供应口配置成将包括所述碳源的材料流从所述壳体的外部输送到所述壳体的内部。
82.如权利要求79至81中任一项所述的设备，其中，所述表膜能够通过或者通过如权利要求1至48中任一项所述的制造方法获得。
83.一种处理表膜的方法，所述表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层，所述方法包括：驱动电流通过所述独立隔膜，以加热所述独立隔膜。
84.如权利要求83所述的方法，还包括：在由所述电流加热所述独立隔膜期间，将包括碳源的材料流施加到所述表膜上。
85.如权利要求83或84所述的方法，其中，所述表膜能够通过或者通过如权利要求1至48中任一项所述的制造方法获得。
86.一种处理表膜的方法，所述表膜包括形成独立隔膜的至少一个石墨烯层，所述方法包括：使用电化学沉积将碳施加到所述至少一个石墨烯层。
87.一种包括独立隔膜的表膜，所述独立隔膜包括除石墨烯之外的二维材料的至少一个层。
88.如权利要求87所述的表膜，其中，所述独立隔膜由上面生长有所述独立隔膜的衬底的一部分的平坦表面支撑；在垂直于所述平坦表面的方向上观察时，所述平坦表面位于所述独立隔膜的外侧。
89.如权利要求87所述的表膜，其中，所述独立隔膜结合到隔膜支撑件，其中，所述独立隔膜是利用隔膜沉积工艺结合到和形成在所述隔膜支撑件上的。
90.如权利要求87至89所述的表膜，其中，所述除石墨烯之外的二维材料的至少一个层包括以下材料中的一种或更多种的至少一个层：石墨炔、硼墨烯、硅烯、锡烯、磷烯、辉钼矿、石墨烷、h-BN、锗烷、MXene、过渡金属的二硫族化物、MoS2、MoSe2、WSe2。
91.一种制造用于光刻设备的表膜的方法，包括：
将二维材料的至少一个层沉积在衬底的平坦表面上，其中，所述衬底包括第一衬底部分和第二衬底部分；和
移除所述第一衬底部分，以便由二维材料的所述至少一个层形成独立隔膜，所述独立隔膜由所述第二衬底部分支撑。
92.一种适合用于光刻工艺中的表膜组件，所述表膜组件包括：
如权利要求49至66或87至90中任一项所述的表膜；和
配置成支撑所述表膜的框架。
93.一种适合用于光刻工艺中的掩模组件，所述掩模组件包括：
图案形成装置；
如权利要求49至66或87至90中任一项所述的表膜；和
配置成支撑所述表膜的框架。
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