CN110809736B

CN110809736B - 表膜和表膜组件

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Publication number: CN110809736B
Application number: CN201880040335.2A
Authority: CN
Inventors: D·F·弗莱斯; C·K·安德; A·F·J·德格鲁特; A·J·M·吉斯贝斯; J·J·詹森; 保罗·詹森; J·H·克洛特韦克; P·S·A·克纳彭; E·库尔干诺娃; M·P·梅热尔; W·R·梅金克; M·A·纳萨莱维奇; A·W·诺滕博姆; R·奥尔斯曼; H·帕特尔; 玛丽亚·皮特; G·范德博世; W·T·A·J·范登艾登; 威廉·琼·范德赞德; 彼得-詹·范兹沃勒
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2023-10-24
Anticipated expiration: 2038-06-08
Also published as: JP7186183B2; NL2022760B1; NL2024717B1; JP2023027129A; NL2021084A; US20220121111A1; KR20200015766A; NL2024716B1; CN110809736A; US11754918B2; JP2020523622A; TW201905583A; CN117348336A; US11231646B2; NL2022760A; CA3066546A1; WO2018228933A3; TW202311851A; WO2018228933A2; NL2024716A

Abstract

本发明涉及一种表膜组件，所述表膜组件包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面。所述表膜组件包括一个或更多个三维膨胀结构，所述三维膨胀结构允许所述表膜在应力下膨胀。本发明还涉及一种用于图案形成装置的表膜组件，包括用于使得表膜朝向图案形成装置和远离图案形成装置移动的一个或更多个致动器。

Description

表膜和表膜组件

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月15日提交的欧洲申请17176205.7和2017年9月12日提交的欧洲申请17190503.7的优先权，这些申请通过引用全文并入本文。

技术领域

本发明涉及表膜和表膜组件。表膜组件可以包括表膜和用于支撑表膜的框架。表膜可适用于与光刻设备的图案形成装置一起使用。本发明具体但非排他性地与EUV光刻设备和EUV光刻工具结合使用。

背景技术

光刻设备是一种被构造成将所期望的图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以例如用于集成电路(IC)的制造中。光刻设备可例如将图案从图案形成装置(例如，掩模)投影到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

光刻设备用于将图案投影到衬底上的辐射波长决定了可以在该衬底上形成的特征的最小尺寸。使用EUV辐射(具有在4-20nm范围内的波长的电磁辐射)的光刻设备可用于在衬底上形成比常规光刻设备(所述常规光刻设备可以例如使用波长为193nm的电磁辐射)更小的特征。

可以使用图案形成装置在光刻设备中将图案赋予辐射束。可以通过表膜保护图案形成装置免受颗粒污染物。表膜可以由表膜框架支撑。

在光刻术中使用表膜是众所周知的并且是公认的。DUV光刻设备中的典型表膜是隔膜，所述隔膜被定位成远离图案形成装置并且在使用中位于光刻设备的焦平面之外。因为表膜在光刻设备的焦平面之外，所以落在表膜上的污染物颗粒在光刻设备中焦点未对准或失焦。因此，污染物颗粒的图像不会投影到衬底上。如果表膜不存在，那么落在图案形成装置上的污染物颗粒将被投影到衬底上并将缺陷引入被投影的图案中。

可能期望在EUV光刻设备中使用表膜。EUV光刻术与DUV光刻术的不同之处是EUV光刻术典型地在真空中执行，并且图案形成装置是典型地反射式的，而不是透射式的。

可能期望提供克服或缓解与现有技术相关联的一个或更多个问题的表膜和/或表膜组件。本文描述的本发明的实施例可以用在EUV光刻设备中。本发明的实施例也可以用在DUV光刻设备或其它形式的光刻设备中。

发明内容

根据本公开描述的第一方面，提供了一种表膜组件。所述表膜组件包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面。所述表膜组件还包括一个或更多个三维膨胀结构，所述三维膨胀结构允许所述表膜在应力下膨胀。

以这种方式，可以增加表膜组件的寿命和可靠性。

所述三维膨胀结构中的至少一个可以被形成在所述表膜框架内并由此被赋予至所述表膜。例如，通过在表膜框架内形成三维膨胀结构并在表膜框架的顶部上沉积表膜，也可以将三维膨胀结构赋予至表膜。

三维膨胀结构中的至少一个可以形成为弹簧。例如，弹簧可以包括在表膜框架内形成的至少一个V形构造。至少一个结构可以包括在表膜框架内形成并定位在表膜的中心部分周围的多个弹簧。表膜的中心部分是不与框架直接接触的表膜的部分。以这种方式，可以更准确地控制表膜内的应力控制。至少一个弹簧可以是板簧。

三维膨胀结构中的至少一个可以存在于表膜的中心部分上。

框架可以包括基底，表膜组件可以包括在基底和表膜之间的至少一个弹簧层。至少一个弹簧可以被形成在弹簧层内。附加的弹簧层还提高了在表膜内选择期望应力的能力。

至少一个三维膨胀结构可以包括鱼骨形或人字形图案。鱼骨形图案可以横跨整个表膜或在表膜的外部(例如，非图像场)部分上延伸。

至少一个三维膨胀结构可能导致横跨表膜的表面的粗糙度。

根据本公开描述的第二方面，提供了一种表膜组件，包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面。所述表面包括用于减少粘合剂扩散的至少一个粘合剂边界。设置粘合剂边界减少了粘合剂扩散的趋势，因此减少了对图案形成装置与表膜之间的空间的污染。

至少一个粘合剂边界可以包括圆形边界。附加地或替代地，至少一个粘合剂边界可以包括线边界。通过设置圆形边界，可以将粘合剂施加在圆形边界内，从而使粘合剂在圆形边界内扩散并居中，但是减少了延伸超出圆形边界的粘合剂的量。以这种方式，有利地增加了可以施加粘合剂的准确度。

线边界可以邻近表膜框架的边缘定位，框架的边缘邻近表膜的中心部分，其中表膜的中心部分是不与表膜框架直接接触的表膜的一部分。

线边界可以定位在圆形边界和表膜的中心部分之间。

至少一个边界可以包括框架内的槽。

表膜组件可以包括基本与圆形边界同心的粘合剂。

根据本公开描述的第三方面，提供了一种表膜组件，包括表膜框架、表膜和一个或更多个致动器，所述致动器用于使得表膜组件朝向和远离图案形成装置移动。以这种方式，表膜和图案形成装置之间的空间可以被敞开和闭合，以允许对所述空间进行处理。例如，当敞开时，所述空间可以被冲洗，而当闭合时，所述空间可以被密封和压力控制。

致动器可以被配置成在闭合配置和敞开配置之间变换所述表膜组件，在所述闭合配置中在所述表膜和图案形成装置之间形成基本上密封的体积；在所述敞开配置中所述表膜和所述图案形成装置之间的体积与周围环境流体连通。

根据本公开描述的第四方面，提供了一种表膜组件，包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面。表膜框架包括具有第一热膨胀系数(CTE)的第一材料和具有第二热膨胀系数的第二材料。以这种方式，表膜框架的总的CTE可以被调整和选择成减小(或增加)与表膜CTE的差。表膜与表膜框架之间CTE的差导致在制造器件进行处理(例如退火)后表膜内部产生应力。通过控制表膜框架的总CTE，可以控制表膜内的应力大小。

第一材料可以包括硅。第一材料可包括多个穿孔，第二材料位于多个穿孔内。在其它实施例中，第一材料可包括一个或更多个通道，第二材料可以设置在一个或更多个通道内。

第二材料可以至少部分围绕第一材料。

第二材料可以包括金属。例如，第二材料可以包括铝和/或钼。

根据本公开描述的第五方面，提供了一种表膜组件，包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面，其中表膜框架结合到所述表膜。表膜可以是退火后的表膜，框架可以在这样的退火后结合到表膜。

所述表膜框架可以包括热膨胀系数(CTE)低于硅的热膨胀系数的材料。例如，表膜框架可以包括玻璃-陶瓷材料，诸如

所述表膜框架可以已经使用结合工序在低于大约160摄氏度的温度下操作而结合到所述表膜。以这种方式，可以使用包括硅的表膜框架，同时在表膜内实现大约200MPa的非操作应力(即，预应力)。

所述表膜框架可以已经使用光学接触结合(或键合)、氢结合(或键合)、金扩散结合(或键合)或阳极结合(或键合)中的至少一种而结合到所述表膜。将理解，可以使用任何其它结合方法，其中特定的结合方法在制造后在表膜内产生期望的预应力的温度下操作。仅举例来说，结合的其它示例包括机械的(例如螺栓、紧固件等)、陶瓷生坯结合(在此过程中将处于生坯状态的两件陶瓷材料结合在一起并在烧结期间变成单件，其另一个通用术语是共烧结合)、直接结合、玻璃结合、原子扩散结合和激光烧蚀辅助结合。

表膜框架可以形成为单件。即，表膜框架可以使得表膜框架不包括已经连接(例如，经由粘合剂或机械保持装置)形成整体的多个件。以这种方式，表膜组件的组件之间的大量界面被减少，从而减少了颗粒污染。

表膜框架可以包括惰性涂层以减少放出气体。

以上任一方面的表膜可以包括二硅化钼(MoSi₂)。表膜内的应力可以在室温下在100MPa至250Mpa的范围内，例如大约200MPa。

表膜可以包括基于石墨的材料。表膜内的应力可以在室温下在300MPa至450MPa的范围内，例如大约400MPa。

根据本公开描述的第六方面，提供一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置投影到衬底上。根据前述任一方面所述的表膜被定位在图案形成装置附近，以防止颗粒接触图案形成装置。

根据本公开描述的第七方面，提供了一种制造表膜组件的方法。所述方法包括将表膜沉积到基底上，将表膜框架结合到表膜上，使得表膜位于表膜框架和基底之间，蚀刻基底以留下表膜和表膜框架。

表膜框架可以在低于160摄氏度的温度下结合到表膜。

所述方法可以还包括在将所述表膜沉积到基底之后且在将表膜框架结合到所述表膜之前对所述表膜进行退火。

根据本公开描述的第八方面，提供了一种表膜组件，包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面，其中计算机可读可写的跟踪装置设置在所述表膜框架上或所述表膜框架中。

跟踪装置可以被配置为存储表膜和/或表膜组件的唯一标识符。

跟踪装置可以被配置为存储指示表膜的使用历史的操作数据和/或针对该表膜的特定信息，诸如离线测量的参数(例如，透射率，反射率等)。

根据本公开描述的第九方面，提供了一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置投影到衬底上，所述光刻设备包括控制器，所述控制器包括处理器，所述处理器配置成执行计算机可读指令以使得收发器布置从根据第八方面所述的表膜组件的跟踪装置读取并写入到所述跟踪装置中。

所述计算机可读指令可以被配置成：使得所述处理器从所述跟踪装置获得一个或更多操作数据项，并确定所述一个或更多操作数据项是否超过阈值。

所述计算机可读指令可以被配置成：使得所述处理器响应于确定所述一个或更多操作数据项超过阈值而使得所述光刻设备卸载所述表膜组件。

所述计算机可读指令可以被配置成：使得所述处理器使得所述收发器布置将指示所述表膜组件已经被卸载的数据写入到所述跟踪装置。

所述计算机可读指令可以被配置成：使得所述处理器响应于确定所述一个或更多操作数据项没有超过所述阈值而使得所述收发器在使用所述光刻设备期间将操作数据记录在所述跟踪装置上。

根据本公开描述的第十方面，提供了一种表膜组件，所述表膜组件包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面，其中所述表膜配置成在使用中呈现出一个或更多个褶皱，其中所述一个或更多个褶皱配置成将入射辐射束的一部分反射远离衬底。

所述表膜可以被配置成使得所述褶皱产生与由所述图案形成装置的表面限定的平面成大于35mrad的最大角度。

所述表膜可以被配置成使得所述褶皱产生与由所述图案形成装置的表面限定的平面成小于300mrad的最大角度。

所述表膜可以被配置成在使用期间反射大约0.4％的入射辐射束。

根据本公开描述的第十一方面，提供了一种表膜组件，包括表膜框架和一个或更多个拉伸层，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面，所述一个或更多个拉伸层设置在表膜的表面上并向内延伸超过表膜框架的内边缘。所述一个或更多个拉伸层用于增强表膜组件和维持表膜中的张力两者。

所述一个或更多个拉伸层中的至少一个可以设置在所述表膜的顶侧上，从而使得所述表膜定位在所述拉伸层和所述框架之间。所述一个或更多个拉伸层中的至少一个可以设置在所述表膜的底侧上。所述一个或更多个拉伸层可以包括设置在所述表膜的顶侧上的第一拉伸层和设置在所述表膜的底侧上的第二拉伸层。

所述一个或更多个拉伸层中的至少一个包括：从所述表膜框架的所述内边缘向内延伸的第一部分；和从所述表膜框架的所述内边缘向外延伸的第二部分，其中所述第二部分比所述第一部分长。以这种方式，拉伸层的大部分可以与表膜框架连通(直接或通过表膜)，由此进一步增强表膜组件。

所述一个或更多个拉伸层中的至少一个可以包括多层结构。

根据本公开描述的第十二方面，提供了一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置投影到衬底上，所述光刻设备包括根据第十一方面所述的表膜组件。

根据本公开描述的第十三方面，提供了一种用于光刻设备的动态气锁，包括根据上文阐述的表膜组件中的至少一个的表膜组件。

应该理解，关于一个或更多个上述的方面所描述的特征可以与其它方面组合使用。

附图说明

现在将参考示意性附图仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

-图1示意性描绘了一种包括光刻设备的光刻系统，所述光刻设备包括表膜组件；

-图2示意性地描绘了一种表膜组件；

-图3示意性地描绘了构造具有允许表膜在应力下膨胀的膨胀结构的表膜组件的阶段；

-图4以俯视图示意性地描绘了图3的表膜；

-图5是示出表膜中的应力如何随着图3所示的膨胀结构的刚度而变化的曲线图；

-图6示意性地描绘了构造具有不同膨胀结构的表膜组件的阶段；

-图7示意性地描绘了具有多个膨胀结构的表膜组件；

-图8描绘了被蚀刻以提供在两个维度上动作的膨胀结构的基底；

-图9描绘了具有鱼骨形膨胀结构的基底；

-图10示意性地描绘了沿表膜组件的边缘部分具有鱼骨形膨胀结构的表膜组件；

-图11示意性地描绘了横跨表膜表面具有鱼骨形膨胀结构的表膜组件；

-图12示意性地描绘了具有鱼骨形膨胀结构的表膜；

-图13示意性地描绘了表膜组件的机械弯曲以减小表膜的张力；

-图14示意性地描绘了表膜组件的机械弯曲以增大表膜的张力；

-图15示意性地描绘了具有由表面粗糙度提供的膨胀结构的表膜的构造；

-图16示意性地描绘了具有由表面粗糙度提供的膨胀结构的表膜的替代构造；

-图17示意性地描绘了包括粘合剂边界的表膜框架；

-图18描绘了包括粘合剂边界的表膜框架；

-图19a描绘了处于敞开配置中的表膜组件；

-图19b描绘了处于闭合配置中的表膜组件；

-图19c描绘了在冲洗周围体积之后的图19b的表膜组件；

-图20a-20c示意性地描绘了根据实施例的制造表膜框架的阶段；

-图21a-21b示意性地描绘了表膜框架的替代示例；

-图22示意性地描绘了根据实施例的具有表膜框架的表膜组件；

-图23a-23b示意性地描绘了根据另一实施例的制造表膜组件的阶段；

-图24是表示在图23所描绘的方法中，表膜内的预应力如何相对于结合温度变化的曲线图；

-图25示意性地描绘了辐射从表膜朝向衬底反射；

-图26示意性地描绘了辐射从起皱的表膜反射离开衬底；和

-图27a-27c示意性地描绘了通过施加至少一个抗拉(tensile)层而加强的表膜组件的示例性布置。

具体实施方式

图1示出了包括根据本发明中所描述的一个实施例的表膜组件15的光刻系统。光刻系统包括辐射源SO和光刻设备LA。辐射源SO被配置成产生极紫外(EUV)辐射束B。光刻设备LA包括：照射系统IL，被配置为支撑图案形成装置MA(例如掩模)的支撑结构MT，投影系统PS和被配置为支撑衬底W的衬底台WT。照射系统IL被配置成在辐射束B入射到图案形成装置MA上之前调节辐射束B。投影系统被配置为将辐射束B(现在通过掩模MA图案化)投影到衬底W上。衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备将图案化的辐射束B与先前在衬底W上形成的图案对准。

辐射源SO、照射系统IL和投影系统PS都可以被构造和布置成使得它们可以与外部环境隔离。可以在辐射源SO中提供在低于大气压的压力下的气体(例如氢气)。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供真空。可以在照射系统IL和/或投影系统PS中提供在远低于大气压的压力下的少量气体(例如氢气)。

所述辐射源SO可以采取任何形式，并且可以例如是可以称为激光产生等离子体(LPP)源的类型。在替代示例中，辐射源SO可以包括一个或更多个自由电子激光器。一个或更多个自由电子激光器可以配置成发射EUV辐射，所述EUV辐射可被提供给一个或更多个光刻设备。

辐射束B从辐射源SO传入照射系统IL中，该照射系统IL被配置成调节辐射束。照射系统IL可包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起提供具有所期望的横截面形状和所期望的角度分布的辐射束B。辐射束B从照射系统IL通过并入射到由支撑结构MT保持的图案形成装置MA上。图案形成装置MA由表膜19保护，表膜19由表膜框架17保持就位。表膜19和表膜框架17一起构成表膜组件15。图案形成装置MA(例如可以是掩模)反射辐射束B并使辐射束B图案化。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11之外或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其它反射镜或装置。

在从图案形成装置MA反射之后，图案化的辐射束B进入投影系统PS。投影系统包括多个反射镜，所述反射镜配置成将辐射束B投影到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以对辐射束施加缩小因子，从而形成其特征小于图案形成装置MA上的对应特征的图像。例如，可以施加为4的缩小因子。入射在衬底W上的图案化的辐射束可包括辐射带。辐射带可以称为曝光狭缝。在扫描曝光期间，衬底台WT和支撑结构MT的移动可以使得曝光狭缝在衬底W的曝光场上行进。尽管在图1中投影系统PS具有两个反射镜，但是投影系统可以包括任意数目个反射镜(例如，六个反射镜)。

图1所示的辐射源SO可以包括未图示的部件。例如，可以在辐射源中设置光谱滤光器。光谱滤光器可以对EUV辐射基本上是透射的，但是对其它波长的辐射(诸如红外辐射)基本上是阻挡的。

如上面简要描述的，表膜组件15包括与图案形成装置MA相邻设置的表膜19。表膜19设置在辐射束B的路径中，使得辐射束B在从照射系统IL接近图案形成装置MA时并且当其被图案形成装置MA朝向投影系统PS反射时穿过表膜19。表膜19包括对EUV辐射基本上透明的薄膜(尽管它将吸收少量的EUV辐射)。表膜19用于保护图案形成装置MA免受颗粒污染物。表膜19在本文中可称为EUV透明表膜。

虽然可以努力在光刻设备LA内保持清洁环境，但是颗粒仍然可能存在于光刻设备LA内。在不存在表膜19的情况下，颗粒可能沉积在图案形成装置MA上。图案形成装置MA上的颗粒可能不利地影响赋予辐射束B的图案，并且因此不利地影响转印到衬底W的图案。表膜19在图案形成装置MA和光刻设备LA中的环境之间提供阻挡，以便防止颗粒沉积在图案形成装置MA上。

在使用中，表膜19定位在与图案形成装置MA相距如下距离处：所述距离足以使入射在表膜19的表面上的任何颗粒不在辐射束B的焦平面内。表膜19和图案形成装置MA之间的这种间隔用于减小表膜19的表面上的任何颗粒赋予辐射束B图案的程度。应当理解，在辐射束B中存在颗粒，但是处于不在辐射束B的焦平面中的位置处(即，不在图案形成装置MA的表面处)的情况下，则颗粒的任何图像将不会聚焦在衬底W的表面上。在一些实施例中，表膜19和图案形成装置MA之间的间隔可以例如在2mm和3mm之间(例如约2.5mm)。在一些实施例中，如下文更详细地描述，表膜19和图案形成装置之间的间隔可以是可调整的。

图2是表膜组件15和图案形成装置MA的横截面和更多细节的示意图。图案形成装置MA具有图案化的表面24。表膜框架17围绕表膜19的周边部分支撑表膜19。表膜框架17可包括附接机构22，该附接机构22配置成允许表膜框架可移除地附接到图案形成装置MA(即，允许表膜框架可附接到图案形成装置MA并且可从图案形成装置MA拆卸)。附接机构22配置成与设置在图案形成装置MA上的附接特征(未示出)接合。附接特征可以例如是从图案形成装置MA延伸的突起。附接机构22可以例如包括锁定构件，该锁定构件与所述突起接合并将表膜框架17固定至图案形成装置MA。注意的是，虽然表膜框架17在本文中称为表膜框架，但是表膜框架17也可以在其它地方称为表膜边界。另外，表膜框架17(或“边界”)可以经由另外的表膜框架附接至掩模。例如，参见专利申请No.WO 2016079051 A2的图4B，其中示出了包括表膜隔膜19、边界部分20(在一些布置中，边界部分20可以对应于本申请的“框架17”的位置处的一般但非特定的部件)和附加框架17的布置，所述附加框架17经由WO 2016079051的图12和31所示的附接机构附接至图案形成装置MA。可以设置多个附接机构和相关联的附接特征。附接机构可以围绕表膜框架17分布(例如，框架的一侧上两个，并且框架的相反侧上两个)。相关联的附接特征可以围绕图案形成装置MA的周边分布。

在图2中示意性地示出污染物颗粒26。污染物颗粒26入射在表膜19上并且由表膜19保持。表膜19将污染物颗粒保持为充分地远离掩模MA的图案化的表面24，使得污染物颗粒未通过光刻设备LA被成像到衬底上。

根据本发明的实施例的表膜组件可以允许(在图案形成装置上)设置掩模图案，其在使用期间保持基本上无缺陷(由表膜保护掩模图案免受污染)。

表膜组件15可以通过将表膜19(其可以由例如多晶硅(pSi)制成)直接沉积在基底的顶部上来构造，其用于要提供框架17。所述基底可以例如是硅晶片。在沉积表膜19的膜之后，可以选择性地回蚀或背面蚀刻(back-etch)基底以去除基底的中心部分，并且仅留下外部周边以形成支撑表膜19的框架17。表膜19可以具有一厚度。其例如为15至50nm的量级。

表膜19需要一水平的“预应力”(即，一应力的水平，在不使用时该应力存在于表膜19中且因此在扫描操作期间不会遭受辐射和气压)。在扫描操作期间，表膜19内的预应力允许表膜19承受由温度和气压的变化引起的压力差。然而，在预应力太大的情况下，这将缩短表膜组件15的总体寿命。因此，期望给表膜19最小的预应力(在所描绘的xy平面内)，以便限制表膜19在给定压力下的偏转(在y方向上)。当表膜19在y方向上的偏转过大时，表膜19可能破裂和/或接触表膜19的周围区域的其它部件。

表膜组件19的预应力优选地受到限制，因为表膜19的应力优选地显著低于形成表膜19的材料的极限拉伸应力或屈服强度。预应力与极限拉伸应力之间的余量应尽可能大，以增加表膜19的寿命和可靠性。

可以通过一种或更多种机制将预应力结合到表膜19中，所述机制包括化学计量、氢化、晶体尺寸控制、掺杂和在将表膜19沉积到晶片17上的过程中的热膨胀系数(CTE)的选择性失配。表膜19也可以包括多个层(例如覆盖层以保护表膜19免受例如氢自由基的影响)。由于表膜组件15的表膜19部分的层之间的CTE失配以及可能沉积表膜19的不同层的异质外延过程，多层表膜19的每一层中的应力可能不同。

化学计量、氢化、晶体尺寸选择(即，晶界数目)、掺杂和其它的使用都能够影响表膜19的层的化学稳定性。通常，尽管用于制造表膜19的过程可能会导致期望的预应力(其中期望的预应力相对较高)，但是使用以上概述的技术使得从热化学观点来看，表膜19可能不具有最稳定的配置。例如，由二硅化钼(MoSi₂)构造的表膜作为预应力的函数呈指数地进行氧化。此外，使用上文概述的方法在基于互补金属氧化物半导体(CMOS)的制造过程中，通常很难获得值低于600MPa的预应力。在一些实施例中，期望获得具有约100-200MPa的量级的预应力的表膜19。

另外，与表膜19相比，表膜框架17通常是不是柔性的，这除了导致期望的预应力之外，还导致内应力。因此，表膜19内的例如为100MPa的预应力实际上可能是100MPa的预应力±表膜框架15引起的偏差。换句话说，表膜19的某些部分可能比其它部分承受更高的应力，从而在表膜19中导致更大的机械弱点。

表膜19内的平均预应力在所描绘的x和y两个维度上通常是相同的。在实施例中，期望防止(在x-y平面和z-维度之间)具有大(300mrad量级)角度的褶皱。减少大角度的局部褶皱的一种方式是减小扫描(x)方向上的预应力。扫描(x)方向上的应力仅需大于泊松比v(对于MoSi₂来说，约为0.17–0.25)乘以y方向的应力σ_y一小的量，以防止在静止期间变弯–即：

σ_x＝v*σ_y。

在曝光期间，在非扫描(y)方向上的应力σ_y将比扫描(x)方向上的应力σ_x下降快大约十倍。然而，因为σ_x将远低于v*σ_y，所以曝光狭缝内的表膜19上可能发生的变弯模式将处于较低阶，因此局部高褶皱角的机会也较低。最低阶的变弯模式是正弦的一个周期，即单个褶皱。需要能量将表膜19拉到更高阶的变弯模式(即，使得表膜19包含多个褶皱)。存在的能量越高，例如由于在表膜192上有缺陷而局部地将表膜192拉成高角度(局部)的机会也会越高。这样，在实施例中，使用本文描述的技术可以减小扫描方向上的预应力的量。

期望将表膜19的内部微观结构与表膜19内的预应力解耦或分离。也就是说，有利的是机械地(或非固有地)控制表膜19的预应力，而不是通过表膜19的固有微观结构。这允许将表膜19制造成在化学上尽可能惰性，同时仍允许将表膜19内的预应力调节到所期望的水平。

图3示意性地图示了制造根据实施例的表膜组件35的阶段。如图3a所示，通过将两个凹口36、37蚀刻到将提供框架的基底38(例如硅晶片)中来制造表膜组件35。如图3b所示，将表膜19沉积在带凹口的基底38上。然后，如图3c所示，对基底38进行回蚀，以提供具有框架39的表膜组件35。在回蚀之后，凹口36、37导致框架39包括呈板簧形式的两个膨胀结构(例如，V形构造)36’、37’。板簧36’、37’减小了表膜19在x方向(即扫描方向)上的预应力。

板簧36'、37'的长度和厚度可以通过调整凹口36、37的深度(即它们在z方向上的范围)及其在基底38的x-y平面上的位置来控制。以这种方式，可以控制由板簧36'、37'提供的应力的减小。此外，可以在扫描(x)维度和非扫描(y)维度两者上独立地调整板簧的刚度。例如，如图4所描绘，可以将凹口定位在基底上，以在扫描方向(x)上提供比在非扫描方向(y)上更低的应力。特别地，在图4中，凹口40、41被定位成更靠近(在x维度上)期望的图像场42，从而产生相对柔性的板簧，而凹口43、44可以被定位成离期望的图像场42更远(在y维度上)以形成更具刚性的板簧。

图5是示出表膜中的应力如何作为板簧(诸如板簧36’、37’)的刚度的函数而变化的曲线图。从图5可以看出，通过改变板簧36’、37’的刚度，可以在宽频带内控制表膜内的预应力。

因此，使用一个或更多个膨胀结构能够增加表膜在生产后的预应力与该表膜的极限拉伸应力之间的余量，从而提高了该表膜的寿命和可靠性。另外，在表膜发生灾难性故障的情况下，通过膨胀结构实现的减小的张力意味着表膜内存储的弹性能量较小。这样，表膜的破裂将导致表膜的碎片被排放到光刻设备的其它区域中的可能性较小。

应当理解，尽管在图3和图4中描绘了包括单个凹口的膨胀结构，但是具有附加的凹口和/或其它图案的膨胀结构可以被蚀刻到形成表膜框架的基底中，从而提供不同属性的膨胀结构。这样，可以提供具有不同预应力的表膜。在一些实施例中，为了提供更复杂的膨胀结构，可以在表膜组件的制造中利用附加的层。例如，图6示意性地图示了制造表膜组件55(图6d)的阶段。通过将锯齿状口51、52蚀刻到基底53(例如硅晶片)中来制造表膜组件55。弹簧层54沉积在基底53上，使得弹簧层54被容纳在锯齿状口51、52中并且呈锯齿口51、52的形式。弹簧层54可以由例如金属(诸如铜、金、银等)形成。在其它实施例中，弹簧层54可以由诸如SiOx、SiN或MoSi之类的其它材料形成。屏蔽层56在期望的图像场上方沉积在基底53和弹簧层54之间。屏蔽层56不必沉积在锯齿状口51、52内。在沉积弹簧层54之后去除屏蔽层56导致了图6c所示的布置，其中弹簧层54被限制在基本上位于锯齿状口51、52内的区域。将表膜层57沉积在弹簧层54和基底53上。对基底53的回蚀提供了具有两个膨胀结构58、59的表膜组件55。除了锯齿状口51、52的属性(例如，深度、宽度)之外，弹簧层54的属性可被选择以在表膜57内获得所期望的预应力，并且可以实现具有非常低的刚度水平的表膜框架。应当理解，尽管在图6的示例性布置中描绘了单个弹簧层54，但是在其它实施例中，可以设置一个以上的弹簧层。在设置一个以上的弹簧层的情况下，可以设置不同材料的弹簧层。

在一些实施例中，可以蚀刻基底和/或弹簧层，以使膨胀结构彼此隔离。在理论上理想的布置中，可通过无限数目个膨胀结构(例如，弹簧)从表膜框架悬挂表膜，每个膨胀结构都没有与任何其它膨胀结构的内部连接。尽管不可能提供无限数目个膨胀结构，但是根据本文的教导将认识到，可以在上述一般技术内利用不同的蚀刻图案来将每个膨胀结构与每个其它膨胀结构隔离。图7示意性地图示了表薄膜框架75的俯视图，其中，框架70已经被蚀刻以提供呈弹簧71的形式的多个隔离的膨胀结构，所述框架70支撑着表膜72。

尽管以上示例已经描述了以单一维度操作(在图3和6中沿着x轴膨胀和收缩)的膨胀结构，但是在其它实施例中，可以形成在多个维度动作以在x和z维度两者上控制表膜中的应力的膨胀结构。图8是示出已被蚀刻以提供在所描绘的x和z维度两者上动作的膨胀结构的基底的透视图的照片。

在实施例中，可对表膜框架进行蚀刻以提供称为“鱼骨形”的图案，该图案在x-y平面、z-y平面和z-x平面中包括锯齿状(或曲折的)结构。图9a是图示隔膜80的照片，该隔膜具有以虚线轮廓81示意性描绘的外部界限。参考图9b，隔膜80已被折叠以提供鱼骨形结构80'。可以看出，在鱼骨形结构80'的情况下，隔膜80小于外部界限81。

鱼骨形结构可以在表膜组件内以多种方式使用。在一个实施例中，鱼骨形结构被施加到表膜组件的外部。参考图10，表膜组件90包括表膜91，表膜91具有图像场(或中心)部分92，并且在表膜组件90的框架(或边缘)部分上具有呈鱼骨形部分93形式的膨胀结构。在图10中，用阴影线示意性地图示了鱼骨形结构。可以根据上面参考图6描述的技术(例如使用不同的蚀刻图案)来构造鱼骨形图案化的边缘部分93。

在另一个实施例中，表膜的整个表面可以形成为包括鱼骨形结构。参考图11，示出了表膜组件100，其中包括图像场部分102的整个表膜101包括鱼骨形结构(用阴影示意性地图示)。如图11的示例性布置那样，通过将整个表膜101形成为鱼骨形结构，表膜101的整个表面有助于减小横跨表膜101的预应力。在测试中，已经使用有限元法对具有鱼骨形图案的表膜进行建模，其结果已经表明，与没有鱼骨形结构的表膜相比，所述表膜内的平均应力可以降低10倍以上，而表膜任何部分所承受的最大应力可以降低6倍以上。

当横跨表膜的整个表面(或至少表膜的大部分表面)施加鱼骨形结构时，表膜可以形成为具有零Pa的总预应力。在示例性实施例中，平面外的结构(即，在z维度上的膨胀结构的范围)为0.1mm至0.5mm的量级，并且鱼骨形图案具有0.2mm-1mm的空间频率。在这样的实施例中，由于由鱼骨形结构提供的额外表面积(与平坦的表膜相比)比生产期间表膜的收缩率大几个数量级，因此表膜在构造后将没有预应力。令人惊讶的是，虽然没有预应力的表膜在使用期间通常会下垂到不可接受的水平(即，导致表膜上的颗粒进入焦平面的下垂)，但已经发现鱼骨形结构还具有其他优点：与平坦的表膜相比，它至少在一个方向上为表膜带来了显著的抗弯刚度。参考图12，图示了具有鱼骨形结构的表膜120。表膜120的鱼骨形结构为绕轴线121弯曲提供了相对较高的抗弯或弯曲刚度，从而减少了表膜120的下垂，其中绕轴线122的抗弯刚度较低。鱼骨形结构引入的抗弯刚度抑制了使用期间的平面外的偏差(例如，在z维度上的下垂)。

横跨整个表膜或表膜的外部(例如，框架、边缘或非图像场)部分上使用包括鱼骨形结构的一个或更多个膨胀结构能够因此增加表膜在生产后的预应力和该表膜的极限拉伸应力之间的余量，从而提高了表膜的使用寿命和可靠性。另外，在表膜发生灾难性故障的情况下，通过鱼骨形结构实现的减小的张力意味着表膜内存储的弹性能量较小。这样，表膜的破裂将导致表膜的碎片被排放到光刻设备的其它区域中的可能性较小。

可以使用上面通常阐述的方法在表膜内形成鱼骨形图案。即，在将表膜沉积在基底上之前和在对基底进行回蚀之前，可以首先将鱼骨形图案蚀刻到基底(例如，硅晶片)中。与以上参考图3和图6描述的方法相比，为了横跨表膜的整个表面提供鱼骨形，可以预蚀刻基底的整个表面，而不是仅形成表膜框架的基底的外部部分。在其它实施例中，仅在预期在使用期间表膜将经受热负荷的情况下，才可以通过引入具有鱼骨形图案的局部部分来调节表膜中的应力。

在实施例中，在将表膜材料沉积到基底上之前，可以通过基底的机械弯曲来控制表膜内的应力。例如，参考图13a，可以将基底130机械地弯曲成弓形。表膜131可以沉积在弓形基底130的外(凸)表面上(图13b)。最后，可以释放基底130内的机械负荷，从而将机械压缩引入到表膜131中(图13c)。由于引入到表膜131中的机械压缩，在进一步的生产步骤(例如，回蚀、退火等)之后在表膜131中的张力将小于如果将表膜131沉积到最初的平坦基底上时的张力。

在将表膜材料沉积到基底上之前弯曲基底也可以用于增加张力。例如，参考图14a，可以将基底140机械地弯曲成弓形。表膜141然后可以沉积在弓形基底140的内(凹)表面上(图14b)。最后，可以释放基底140内的机械负荷，从而引入机械张力。

在一些实施例中，可以类似于“斯托尼(Stoney)方程”来计算应力，所述应力被作为制造期间其上沉积有表膜的基底的曲率半径的函数对表膜进行机械添加或去除：

其中E_s是基底的杨氏模量，h_s是基底的厚度，h_f是表膜的厚度，v_s是基底的泊松比，R是已经通过弯曲机械地引入的基底的曲率半径。然而，将认识到，添加或去除的应力的量可以不同并且可以更少。

应当理解，通过机械弯曲对表膜内的应力的控制不限于单层，并且可以与沉积在基底上的表膜的每个附加层一起被重复。这样，可以根据期望调节表膜各个层的应力。此外，可以使用机械弯曲来控制一个以上方向上的应力。例如，可以在不同的方向上机械地弯曲基底。对于表膜的不同层，弯曲方向可以不同。

此外，可以提供反馈回路，其中提供传感器(未示出)以测量随着表膜层变得越来越厚而在沉积表膜期间出现的力。然后可以基于所述反馈来控制基底的机械弯曲以保证贯穿表膜层的整个厚度的相同应力。反馈在表膜的第一原子层中可能特别有益，因为应力在第一原子层中与在表膜“主体(bulk)”中以不同的方式产生。

上面参考图11、12描述了可以横跨整个表膜表面创建鱼骨形图案。在替代实施例中，可以在制造期间将其它图案或随机的“粗糙度”引入到表膜中，以便降低表膜的最终预应力。与上述方法相似，为了将“粗糙度”引入表膜中，可以将粗糙度引入到要在其上将沉积表膜的基底表面上。可以使用多种机制来将粗糙度引入到基底的表面上。例如，参考图15，可以在硅基底150的表面上设置低温等离子体增强化学气相沉积(PECVD)氧化物层152(例如，二氧化硅)。PECVD氧化物层152提供在其上沉积表膜151的背面“蚀刻停止”层。低温PECVD氧化物的固有粗糙度比硅大得多。当表膜151沉积在PECVD氧化物层152上时，表膜151将具有这种粗糙度。

在其它实施例中，氢氧化钾(KOH)可用于蚀刻将要在其上沉积表膜的硅基底的表面。具体地，可以首先将抗蚀剂沉积在硅基底上，并且使用光刻术用图案将沉积的抗蚀剂图案化。例如，可以在抗蚀剂内形成棋盘图案。在抗蚀剂内光刻形成图案之后，可以蚀刻硅(例如，使用KOH)。例如，可以蚀刻硅以创建倒金字塔形状，所述倒金字塔形状提供期望的粗糙度。然后可以去除抗蚀剂并清洁基底。可以用热氧化物将清洁后的基底氧化，以使蚀刻期间产生的任何尖锐边缘变圆并形成“蚀刻停止”。然后可以将表膜沉积到氧化的基底上，以准备正常的表膜制造。

应当理解，可以使用其它蚀刻剂。例如，在其它实施例中，可以使用各向同性的干法或湿法蚀刻。在另一个实施例中，可以在去除抗蚀剂之前通过对二氧化硅的各向同性蚀刻来产生粗糙度。

对表膜的“粗糙度”的添加可以限于表膜的部分，而不是被设置成横跨表膜的整个表面。例如，类似于在参考图3和图6描述的实施例中产生弹簧的方式，可以沿表膜的一个或更多个边缘部分或在表膜的其它部分向表膜添加粗糙度。例如，仅在预期在使用期间表膜将经受热负荷的情况下，才可以通过引入具有粗糙度的局部部分来调节表膜中的应力。

通过向表膜添加粗糙度或图案而产生的特征的横向维度优选地大于表膜的厚度。例如，参考图16，特征的横向维度X(在图16的示例性布置中被描绘为形成三角形图案)大于表膜层161的厚度y。

在一些实施例中，可以选择添加到表膜上的粗糙度的维度和构造，以使得与通过平坦表膜提供的表面积相比，其横跨表膜提供大约在0.045-0.095％之间的额外表面积。一旦表膜是自支撑的(例如，在制造表膜组件的其它步骤(诸如，回蚀)之后)，则与平坦表膜所提供的应力相比，应力将依据通过表膜材料的杨氏模量转换的额外表面积而减小。

可以使用粘合剂将表膜附接到表膜框架。由于过程变化和操作员的不准确性，手动分配将表膜附接到表膜框架所需的小量粘合剂可能是困难的。例如，当施加过多的粘合剂(过程变化)并且粘合剂的部分定位成距离框架的内侧太远时，可能会出现问题。框架与表膜之间的毛细管效应可能导致粘合剂在表膜与图案形成装置MA之间的封闭体积内行进。封闭体积内的粘合剂可能会造成严重污染图案形成装置。

图17示意性地描绘了一种表膜框架171。所述表膜框架包括具有内边缘174的框架边界。除了所述内边缘174，所述表膜的中心部分不与所述框架直接接触。圆形边界172设置在框架边界上。圆形边界172已经被刻在框架的材料(其可以是例如硅)内。已经发现，通过在框架边界上设置被刻的圆，这些圆为在圆形区(circus)的中心区域中供应的粘合剂提供了居中功能。具有高接触角的粘合剂的液滴在分配后立即开始润湿。圆形边界172充当阻挡件，使粘合剂在边界172内自定中心。

还设置了附加边界173。在所描绘的实施例中，附加边界173采取刻在框架171中的直线的形式。在施加太多粘合剂的情况下，附加边界173充当另外的阻挡件。图18a是示出圆形边界172的居中效应的照片，其中可以看出，粘合剂180已经形成了粘合剂的大致居中的圆形斑，该圆形斑与圆形边界172大致同心。在所描绘的实施例中，圆形边界172的直径为1.4mm量级。

可以通过蚀刻基底来提供圆形边界172和附加边界173。例如，边界172、173可以被激光蚀刻到硅基底中。

图18b是示出包括太多量的粘合剂被施加至表膜框架171的粘合剂181的斑的情况的照片。在图18b中，可以看出，附加边界173充当另一个阻挡件，防止了粘合剂181不会扩散超过框架的内边界174，在粘合剂扩散超过框架的内边界174的情况下，其会污染表膜和图案形成装置MA之间的封闭体积。

设置圆形边界172和/或附加边界173显著降低了粘合剂到达封闭体积的风险，并且提高了可手动执行的粘合剂分配的便利性和准确性。

应当理解，与表膜本身相比，表膜所附接的表膜框架相对较硬。框架的刚度与如上所述的添加到表膜上的预应力组合，会在扫描操作期间温度升高时引起表膜起皱的问题。在扫描期间，温度可能会升高几百摄氏度。

在实施例中，提供了一种机构，其使表膜框架在朝向和远离图案形成装置MA的方向上平移，以便闭合和敞开表膜与图案形成装置MA之间的区域。参考图19，示出了表膜组件190以及图案形成装置MA。表膜组件190包括表膜框架191和表膜192。设置致动器(未示出)以沿所描绘的z维度平移表膜组件。在图19a中，表膜组件被示为处于敞开配置中，其中表膜组件190与图案形成装置MA间隔开。在敞开配置中，表膜192与图案形成装置MA之间的体积中的压力是相同的，在图19a中表示为P₁。

应当理解，致动器可以采用任何适当的形式，这对于本领域技术人员将是清楚的。

致动器被配置成通过将表膜组件190朝着图案形成装置MA平移直到表膜框架191与图案形成装置MA物理接触而允许表膜组件190转变为闭合配置。在闭合配置中，图案形成装置MA和表膜192之间的体积与围绕图案形成装置MA的外部环境物理上分开。表膜框架191可以在表面193上包括密封构件(未示出)，所述密封构件被布置成接触图案形成装置MA。图案形成装置MA可以包括用于与表膜框架191对接的相应的密封构件(未示出)。

在图19a中，表膜192与图案形成装置MA之间的封闭体积中的压力仍与图案形成装置MA周围的压力相同，即P1。

在扫描操作期间，表膜组件190可以转变为闭合配置，并且可以从围绕图案形成装置MA和表膜组件190的环境中冲洗掉气体，从而降低围绕图案形成装置MA的环境中的压力。如图19c中所描绘，在冲洗周围区域之后，图案形成装置MA与表膜192之间的体积中的压力大于围绕图案形成装置MA的压力(在图19c中表示为P₂)。因此，表膜192可以在z维度上弯曲远离图案形成装置MA。

在将表膜组件190从敞开配置转变为闭合配置之前，可以选择性地调整围绕图案形成装置MA(在图19a中表示为P₁)的环境压力。例如，在一些实施例中，可通过引入诸如氢气之类的气体使压力达到大约2Pa。

通过增加图案形成装置MA与表膜192之间的压力，改良了与图案形成装置的热连接。这允许通过在图案形成装置MA和表膜192之间的体积中的气体传导而进行更大的冷却。也可以从表膜192的另一侧增加压力，以便由此减小在表膜192上的压力差。这样，控制在表膜192上的压力差，并因此控制表膜192中的张力。

通过确保由压力P1、P2上的差引起的表膜192中的张力大于由框架191引起的表膜192中的张力，使表膜192在扫描操作期间经受大的热负荷时会显著减少起皱。另外，通过闭合表膜192与图案形成装置MA之间的体积，在扫描操作期间不能继续进入该体积。

在上述实施例中，指示了其上沉积有表膜的基底可以是晶体硅晶片。在本领域中偏好使用晶体硅作为表膜的基底有许多原因，包括该行业在处理晶体硅晶片方面具有丰富的经验。此外，晶体硅晶片的热膨胀系数(CTE)(2.6μm/m/K)与多晶表膜材料的CTE(约4μm/m/K)相匹配，使得在制作过程期间引入相对小的热应力。因此，即使在表膜由具有与多晶表膜材料不同的CTE的材料制成的情况下，晶体硅也迅速成为表膜生长的预设(default)表面。

在一些实施例中，表膜可以由具有大约8μm/m/K的CTE的MoSi₂或具有大约1μm/m/K的CTE的基于石墨的材料制成。如上所述，在高温(例如，大约800摄氏度)退火以改良表膜的微观结构期间，表膜组件内的内应力很小(例如，接近零)。但是，在冷却期间(例如，在室温下)，在表膜和基底之间会引入大的CTE失配，这导致应力积聚，从而促使表膜组件内产生大的预应力，如上所述。

在实施例中，通过形成由复合材料形成的表膜框架来调整表膜框架的CTE。参考图20a，描绘了硅晶片200，该硅晶片200要形成表膜组件的表膜框架。将理解，在其它实施例中，基底可以是不同的材料。

在基底200上限定边界区201，其限定了表膜框架的边缘。虽然在图20a中边界区201被示为具有大体矩形的形状，但是应当理解，可以使用其它形状。例如，圆形的表膜框架可以在表膜内引入较少的应力集中，因此在一些实施例中可能特别有益的。从基底200的边界区201内去除硅的多个部分，以形成包含一个或更多个用于容纳另一种材料的区域的区202。被去除的区域填充有具有与硅不同的CTE的第二(或填充物)材料，以形成复合区203。然后，可以正常进行使用基底200的表膜组件的构造。复合区203确保使用基底200构造的表膜组件的表膜框架具有期望的CTE。可以通过选择填充材料并通过选择填充材料在边界区201内分布的方式来调整CTE。

例如，在一个实施例中，如图21a所描绘，可以在连续带210中从边界区201去除硅。在替代实施例中，边界区201可以被穿孔以限定多个穿孔215。然后可以施加填充材料，使得填充材料填充所述穿孔。应当理解，图21a、21b所描绘的布置仅是示例性的，并且可以以任何布置从边界区201去除材料。

在实施例中，在填充之后，填充材料可以部分或完全围绕边界区。图22示出了通过表膜组件223的横截面，其中填充材料220留在硅基底221内的穿孔内且围绕所述穿孔，由此围绕硅基底221。硅基底221和填充材料220一起形成表膜框架222。在图22中，已经对基底进行了回蚀以形成具有表膜224的表膜组件223。

使用填充材料，表膜框架的CTE可以降低或增加，以增加或减少表膜内部的预应力。

填充材料可以是具有与要在其上(在一示例中为硅)沉积表膜并由其形成表膜框架的基底材料不同的CTE的任何合适的材料。仅作为示例，填充材料可以是具有相对高的CTE的材料。优选地，填充材料是塑性材料。优选地，填充材料是不放出气体的材料。在示例实施例中，填充材料是金属。在特定示例中，填充材料例如是铝或钼。在实施例中，可以在边界部分的不同部分处去除不同量的基底。这样，可以对表膜组件内的预应力进行额外的局部控制。

如上所述，一旦已经将填充材料添加到基底中，用于制造表膜组件的所有其它处理步骤可以有益地保持不变，从而可以容易地使用复合框架并引入现有的制造过程中。在实施例中，不是利用基底来形成表膜框架，而是可以在分离的操作中将表膜框架结合到表膜上。然后可以完全蚀刻基底(使得基底的任何部分都不会留在表膜组件中)。示例性表膜组件230的构造阶段在图23中描绘，其中表膜231已经沉积在基底232上。基底可以是例如晶体硅。一旦表膜231已经沉积到基底232上，就可以按照常规的表膜制造方法对表膜进行退火。然而，在退火之后，可以将框架233结合到表膜231上。将框架233结合到表膜的与接触基底232的一侧的相反侧上。然后可以将基底整体上回蚀以去除基底，从而留下包括表膜231和框架234的表膜组件230。这样，制造后的表膜内的预应力依赖于表膜231和框架234之间的CTE的差和框架234与表膜231结合发生的温度。

应当理解，如本文所用的术语“结合(bond)”被用于区分将表膜沉积到基底上的过程。也就是，虽然在现有的布置中，表膜在其已经沉积到基底上之后粘附到基底上，但这与本申请的布置不同，在本申请的布置中框架在表膜已经退火之后结合到表膜上。

框架234可以由任何材料构造，使得可以依赖于表膜组件的期望属性(例如预应力)来选择框架234的CTE。此外，可以选择结合框架234的方法(以及因此的温度)以进一步获得表膜组件230的期望属性。例如，在一个实施例中，表膜框架234可以包括锂铝硅酸盐玻璃-陶瓷，例如Schott AG的ZERODUR的CTE非常低，因此几乎没有膨胀，从而在表膜和图案形成装置MA上所施加的力非常低。

在实施例中，框架234可以包括硅，并且可能期望在表膜231内提供在100至250MPa的范围内的预应力，例如大约200MPa。为了获得约200MPa的预应力，框架234可以在低于约160摄氏度的温度下结合至表膜231。例如，可以使用诸如光学接触结合和氢结合的结合技术，其在约20至25摄氏度之间的温度下操作。可以与硅框架一起使用以获得大约200MPa的预张力的其它示例粘结技术包括金扩散结合(在大约50摄氏度的温度下操作)和阳极结合(在大约160摄氏度的温度下操作)。

将理解的是，在期望表膜231内具有不同量的预应力的情况下，可以选择不同的结合温度。图24是示出了MoSi表膜内的预应力如何随硅框架结合至表膜所处的温度而增加的图。将理解的是，期望的预应力可以依赖于很多因素，包括例如表膜231的组成。举例来说，在使用基于石墨的表膜231的实施例中，在300MPa至450MPa范围内的预应力(例如大约400MPa)可能是期望的，并且表膜框架234的材料和结合的温度可以相应地进行选择。特别地，在给定温度T下表膜231内的预应力σ可以由下式给出：

σ＝-E_pellicle((CTE_pellicle-CTE_frame)/(1-v_pellice))(T-T_bonding) (1)

其中E_pellicle是表膜的杨氏模量，CTE_pellicle是表膜的CTE，CTE_frame是表膜框架的CTE，v_pellicle是表膜的泊松比，T_bonding是结合的温度。

参考图23描述的方法的另外的优点在于，可以将框架构造成任何期望的尺寸和形状。在构造表膜组件的其它方法中，可以将由其上生长有表膜的被蚀刻的基底形成的表膜框架组装到另一框架上，以放置在图案形成装置上。参考图23描述的方法有利地避免了另外的构造(例如，胶合、组装)，并且减少了部件之间的界面的数目，从而在制造期间减少了可能引起污染的颗粒的产生并且减小了施加在表膜231上的应力。即，表膜框架可以由单个件形成，而不是由残留的基底边界和另外的框架元件的添加形成。另外，框架234的构造可以比其它表膜组件的构造技术更简单明了。例如，表膜框架234可以被机械加工并且可以由单个件的框架材料机加工而成。

在实施例中，表膜框架234可以在结合到表膜231之前涂覆有化学惰性涂层。以这种方式，可以减少或消除表膜框架234放出气体。

在实施例中，整个表膜框架234可以涂覆有抵抗用于蚀刻基底232的蚀刻的化学涂层。然后，整个表膜组件230可以在蚀刻基底232之前被构造和清洁，由此提高良率。

在以上参考图23和24描述的示例中，描述了框架234可以包括硅。然而，在其它实施例中，框架可以包括不是硅的材料。例如，于是框架234可以包括铝、钛、铍、氮化铝、氧化硅和碳化硅中的至少一种。框架材料的选择可以依赖于结合温度和期望的表膜预应力来选择。

在实施例中，可以选择表膜的预应力，以使表膜以特定的方式起皱(例如具有特定期望的维度的起皱)，以便改良光刻设备的性能。参考图25，示出了由表膜302保护的图案形成装置MA。辐射束304传过表膜302并入射在图案形成装置MA上。图案化的辐射束306从图案形成装置MA反射，传过表膜302并且入射在衬底308的期望区域。然而，表膜302对于辐射束304不是完全透明的。辐射束304的一部分被表膜302吸收，而一部分310从表膜302反射。被反射的部分310可以例如是辐射束304的0.4％的量级。被反射的部分310不遵循与图案化的辐射束306相同的路径，因此不入射在衬底308的期望区域上。此外，由于被反射的部分310从不与图案形成装置MA相互作用，因此被反射的部分310不被图案化以具有期望的图案。因此，被反射的束306能够造成重叠误差和/或对比度降低。

在实施例中，选择表膜属性以导致产生褶皱，所述褶皱沿着不与衬底相交的传播路径反射入射辐射束的至少一部分。图26示出了与图25所示的布置类似的布置，其中相似的部件设有相似的附图标记。然而，在图26中，表膜402被配置成以使被反射的部分310遵循不与衬底308相交的路径的方式起皱。因此，在图26的实施例中，部分310不会导致对比度降低或重叠误差。应当理解，不可能阻止所有从表膜402到衬底上的反射(例如，从褶皱的谷或峰反射的部分)，但是通过选择适当的褶皱，可以减少从表膜反射到衬底上的辐射的量。

可以使用本文描述的任何技术来控制表膜402的褶皱的品质，以控制表膜402中存在的预应力。另外，还可以控制表膜402的温度。在实施例中，选择表膜402的预应力和温度，以在室温下引起与由表膜的表面限定的平面成大于约35mrad的角度α的褶皱。然而，应当理解，期望的褶皱的角度可以依赖于图案形成装置和衬底之间的光路长度而变化。

在实施例中，表膜402经受约240MPa的预应力。在实施例中，表膜402可以被加热到大约200-450摄氏度之间的操作温度(例如，在图案化操作期间)。在示例性实施例中，表膜402包括大约240MPa的预应力并且表膜402被加热至约450℃时，表膜402可以显示出具有高达约40mrad的最大局部角α和10μm量级的褶皱高度Wh的褶皱。然而，通常，应该理解，褶皱高度可以不同，并且褶皱高度可以依赖于表膜的材料组成。在辐射束304的波长为13.5nm量级的实施例中，表膜可以被配置为显示出具有10μm量级的最小高度的褶皱。虽然通常可以已经预期表膜402中的褶皱可以增加入射辐射束304的吸收，但是已经确定由于褶皱的局部角度小于约300mrad而导致的辐射束304的吸收的任何增加可能是可以接受的。

表膜可以具有有限的时间，在所述有限的时间内表膜是有效的和/或在所述有限的时间期间故障的可能性在期望的阈值内。例如，对于一些表膜来说，可能的情形是：在一定的使用时间之后，所述表膜变得足够可能故障，从而较佳的是避免使用它们。在表膜发生灾难性故障的情况下，存储在表膜内的弹性能量可能导致表膜破裂，进而可能导致表膜碎片被排放到光刻设备的其它区域，由此导致在光刻设备的停工期。

为了允许确定是否应该使用表膜，一实施例在表膜的表膜框架内提供了一种无线可读可写的跟踪装置。例如，所述表膜框架可以包括近场通信(NFC)芯片(诸如RFID“标签”)。例如，跟踪装置可以在制造期间安装到表膜框架中或安装到图案形成装置上。跟踪装置设置有唯一识别表膜和/或表膜组件的序列号。跟踪装置可以还存储可用于跟踪表膜的操作历史的操作数据。例如，操作数据可以包括表膜已被曝光的次数、制造时间、辐射总量(例如，基于曝光次数和每次曝光的已知功率)和/或可用于确定表膜是否已达到其使用寿命的任何其它信息。跟踪装置还可以存储表膜特定信息，例如离线测量的参数值列表(例如EUV透射、反射等)。

当将表膜/图案形成装置的组合加载到光刻设备中时，可能使得(即，由控制器)在光刻设备内提供收发器布置(包括例如单个收发器或分离的接收器和发送器)，以读取表膜的序列号和操作数据。控制器可以确定一个或更多个特定的操作数据项是否超过阈值。例如，控制器可以确定表膜已经被曝光的次数或自制造以来的时间是否超过阈值。如果控制器确定一个或更多个操作数据项超过阈值，则光刻设备可以卸载表膜/图案形成装置的组合。控制器还可以使得收发器将数据写入跟踪芯片，以将表膜标记为不可用，或者指示该表膜已被特定的光刻设备拒绝使用。

如果确定特定的操作数据项没有超过它们的相关阈值，则控制器在操作期间跟踪表膜的使用。例如，控制器可以记录表膜被曝光的曝光次数，并且可以使得收发器将所述数据写入所述跟踪装置。可以在使用期间或在从光刻设备中移除表膜/图案形成装置的卸载操作期间将跟踪数据写入跟踪装置。

在从光刻设备移除后，可以读取表膜/图案形成装置组合中的跟踪装置以确定表膜是否已被标记为不可用，或者一个或更多个操作数据项是否超过阈值。然后可以确定是否替换图案形成装置的表膜。

图27a-27c示意性地描绘了可以加强表膜组件以防止在使用或制造期间破裂的其它布置。参考图27a，表膜组件500包括支撑表膜504的表膜框架502。表膜框架502可以例如如上所述地制造。拉伸层506被施加到表膜布置500的“前”或“顶”面(即，使得表膜504被设置在拉伸层506和表膜框架502之间)。将理解的是，可以以任何合适的方式(诸如通过任何形式的沉积或通过在表膜504上生长拉伸层506)将拉伸层506设置在表膜504上。

在如图27a所描绘的横截面中观察到，拉伸层506横向向内延伸超过(例如，交叠或桥接)表膜框架502的内边缘508。表膜框架的内边缘508的部位通常是表膜组件中的薄弱点，并且是表膜组件经常经受机械故障的部位。在边缘508处的薄弱点上延伸的拉伸层506的存在，用于维持表膜504中的张力并加强表膜组件500。以这种方式，拉伸层506允许表膜504与没有拉伸层506存在的情况下将可能的情形相比经受附加的预张力。如上文详细所述，对表膜504施加适当且足够水平的预应力通过避免褶皱改良了表膜组件的光学属性。拉伸层508优选地仅在表膜504的非光学活性部分上向内延伸。即，拉伸层508优选地不向内延伸到与辐射束B的束路径交叠的程度。如在图27a中所描绘的布置中，优选地(但不是必需的)，拉伸层508从边缘508向外的范围大于从边缘508向内的范围以提供更大的强度。以此方式，如图27a所描绘，拉伸层506包括从边缘508向内延伸的第一部分506a和从边缘508向外延伸的更大的第二部分506b。

如参考图27b中的表膜组件510所示，替代地可将拉伸层512施加到表膜504的“底部”或“下侧”。与表膜组件500中的抗拉层506一样，表膜组件510的拉伸层512横跨表膜框架502和表膜504之间的内边界延伸，由此加强了表膜组件510。在图27b的布置中，拉伸层506的第一部分512a从边缘508向内延伸，更大的第二部分512b从边缘508向外延伸。另外，在布置510中，第二部分512b在表膜框架502的多个面上延伸。特别地，在图27a的示例中，第二部分512b在表膜框架504的所有被暴露的表面上延伸(例如，除了施加表膜504的“顶”表面之外的所有表面)。以此方式，拉伸层512特别能够加强表膜组件510，并允许表膜504的更大的预张力。

此外，如图27c所描绘，表膜组件514可同时包括拉伸层506和拉伸层512两者。拉伸层可以包括任何合适的材料。例如，拉伸层可以包括钼(Mo)、钌(Ru)、附着力强的金属层(诸如铝(Al)、钛(Ti)、钽(Ta)、钒(V)、铬(Cr)、铌(Nb)、铪(Hf)、钨(W)等)、氧化物(诸如TiO₂、Ta₂O₅等)、氮化物(诸如TiN、TaN、CrN、SiN)或碳化物(诸如TiC、TaC、SiC等)。通常，可以使用任何充分粘附并可以以足够的拉伸应力沉积的材料(由特定应用的特定要求确定)。此外，拉伸层可以包括多层结构，其中每个层包括不同的材料。例如，拉伸层可以包括在张力提供层顶上的覆盖保护层。仅举例来说，拉伸层可以包括提供张力的第一钼层和充当保护层的第二ZrO₂层。另外，设置在前面上的拉伸层(诸如拉伸层506)可以具有与设置在后面上的拉伸层(诸如拉伸层512)不同的结构和组成。这有利地允许使用不同的材料来匹配表膜504“上方”和“下方”的不同操作条件。还将理解的是，拉伸层的厚度和拉伸层在边缘508的任一侧延伸的距离可以依赖于所使用的特定材料来选择。

通常，上述布置提供了一种表膜组件，可以依赖于应用要求为其选择在非操作条件下的应力(例如，预应力)。例如，在期望提供比当前可利用的更低的预张力的情况下，表膜的寿命可以被提高，同时允许期望的热化学性质。即，以上技术允许在制造表膜组件之后将表膜的热化学性质和存在于表膜中的预应力分离。此外，在表膜发生灾难性故障的情况下，可以通过上述公开的布置实现的减小的张力是在表膜内存储的弹性能量较小。因此，表膜的破裂将导致表膜的碎片被排放到光刻设备的其它区域中的可能性较小，由此减少了光刻设备的停工期。此外，尽管上述布置是关于用于保护图案形成装置MA的表膜进行的描述，但是应当理解，本文所述的上述表膜组件可以用于光刻术以及更广泛的领域的其它应用中。例如，上述布置可以用于提供用于动态气锁的表膜组件。

在实施例中，本发明可以构成掩模检查设备的一部分。掩模检查设备可以使用EUV辐射来照射掩模，并且使用成像传感器来监控从掩模反射的辐射。由成像传感器接收的图像用于确定掩模中是否存在缺陷。掩模检查设备可以包括被配置为接收来自EUV辐射源的EUV辐射并将其形成为要引导至掩模处的辐射束中的光学装置(例如反射镜)。掩模检查设备可以进一步包括配置为收集从掩模反射的EUV辐射并在成像传感器处形成掩模的图像的光学装置(例如，反射镜)。掩模检查设备可以包括处理器，所述处理器被配置为分析在成像传感器处的掩模的图像，并根据该分析确定掩模上是否存在任何缺陷。所述处理器可以进一步被配置为：确定当光刻设备使用所述掩模时，检测到的掩模缺陷是否会在投影到衬底上的图像中造成不可接受的缺陷。

在实施例中，本发明可以构成量测设备的一部分。所述量测设备可以用于测量在衬底上的抗蚀剂中形成的被投影的图案相对于衬底上已经存在的图案的对准。相对对准的这种测量可以被称为重叠。量测设备可以例如紧邻光刻设备定位，并且可以用于在已经处理衬底(和抗蚀剂)之前测量重叠。

尽管在本文中在光刻设备的情形下对本发明的实施例进行详细的参考，但是本发明的实施例可以用于其它设备。本发明的实施例可以构成掩模检查设备、量测设备或测量或处理诸如晶片(或其它衬底)或掩模(或其它图案形成装置)之类的物体的任何设备的一部分。这些设备通常可称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

术语“EUV辐射”可以被认为包括波长在4-20nm范围内(例如在13nm-14nm范围内)的电磁辐射。EUV辐射可以具有小于10nm波长，例如在4-10nm范围内的波长，诸如6.7nm或6.8nm的波长。

尽管上文描述了辐射源SO可以是激光产生等离子体LPP源，但任何合适的源可以被用于生成EUV辐射。例如，可以通过使用放电将燃料(例如锡)转换成等离子体状态来产生发射EUV的等离子体。这种类型的辐射源可以被称为产生放电产生等离子体(DPP)源。放电可以由电源产生，该电源可以构成辐射源的一部分，或者可以是经由电连接件连接到辐射源SO的分立的实体。

尽管在本文中可以对在IC制造中的光刻设备的使用进行了具体参考，但是应该理解，本文描述的光刻设备可以具有其它应用。可能的其它应用包括集成光学系统，用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。

虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但是应该理解，本发明可以以与上述不同的方式来实践。上文描述旨在是说明性的而不是限制性的。因此，本领域技术人员将明白，可以在不背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种表膜组件，所述表膜组件包括表膜框架，所述表膜框架限定表膜所附接到的表面；

其中，所述表膜组件包括一个或更多个三维膨胀结构，所述三维膨胀结构允许所述表膜在应力下膨胀，且所述表膜由所述三维膨胀结构从表膜框架悬挂。

2.根据权利要求1所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个被形成在所述表膜框架内并由此被赋予至所述表膜。

3.根据权利要求1或2所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个构成弹簧。

4.根据权利要求3所述的表膜组件，其中，所述弹簧包括在所述表膜框架内形成的至少一个V形构造。

5.根据权利要求1或2所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个包括多个弹簧，所述弹簧形成在所述表膜框架内并定位在所述表膜的中心部分周围。

6.根据权利要求3所述的表膜组件，其中，所述弹簧是板簧。

7.根据权利要求1或2所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个存在于所述表膜的中心部分上。

8.根据权利要求7所述的表膜组件，其中，所述框架包括基底，所述表膜组件包括所述基底和所述表膜之间的至少一个弹簧层，其中至少一个弹簧形成在所述弹簧层内。

9.根据权利要求1或2所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个包括鱼骨形图案。

10.根据权利要求9所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个包括鱼骨形图案，所述鱼骨形图案横跨所述表膜的总表面的大部分延伸。

11.根据权利要求1或2所述的表膜组件，其中，所述三维膨胀结构中的至少一个导致横跨表膜表面的粗糙度。

12.一种光刻设备，布置成将图案从图案形成装置投影到衬底上，所述光刻设备包括根据前述权利要求中任一项所述的表膜组件，所述表膜组件定位在所述图案形成装置附近以避免颗粒接触所述图案形成装置。

13.一种用于光刻设备的动态气锁，包括根据权利要求1-11中任一项所述的表膜组件。