CN112748635A - 护膜、半导体装置及其制造方法 - Google Patents

护膜、半导体装置及其制造方法 Download PDF

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CN112748635A CN202011057752.3A CN202011057752A CN112748635A CN 112748635 A CN112748635 A CN 112748635A CN 202011057752 A CN202011057752 A CN 202011057752A CN 112748635 A CN112748635 A CN 112748635A
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Abstract

揭示一种用于极紫外线微影系统的坚固、高透射的护膜、半导体装置及其制造方法。在一个实施例中，本揭示内容提供一种护膜，包括膜状物以及支持膜状物的框架。膜状物可由透明的碳基膜及透明的硅基膜中的至少一者形成。透明的碳基膜及透明的硅基膜中的至少一者可进一步涂布保护壳。框架可包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。

Description

护膜、半导体装置及其制造方法
技术领域
本揭示内容是关于一种护膜、半导体装置及其制造方法。
背景技术
极紫外线(extreme ultraviolet；EUV)微影为一种光学微影技术，其中扫描器使用在极紫外线区域(例如，跨越约1至100纳米的波长)中的光。光源配置以发射EUV辐射。举例而言，光源可将例如锡的熔融金属汽化成发射EUV辐射的高度离子化的电浆。随后使用一系列光学器件(例如，包括多层反射镜)将EUV辐射导引至扫描器中。在扫描器中，使用EUV辐射将蚀刻在光罩中的图案投影至硅晶圆上。EUV制程可用以在硅晶圆上制造高解析度的图案，可能的规格为7纳米或7纳米以上。
发明内容
本揭示内容的实施方式中的一态样为一种护膜，包括：膜状物以及框架。膜状物包括至少一膜，膜选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组，其中选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中的至少一膜涂布保护壳，保护壳消散来自膜状物的热。框架支撑膜状物，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。
本揭示内容的实施方式中的另一态样为一种半导体装置，包括极紫外线照射源、照明器、以及护膜。极紫外线照射源设置以产生一束极紫外线辐射以图案化基板上的抗蚀层。照明器用以将极紫外线辐射导引至光罩上。光罩包括用以图案化抗蚀层的图案。护膜位在光罩上，包括膜状物以及框架。膜状物包括至少一膜，至少一膜选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中，其中选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中的至少一膜涂布有保护壳，保护壳消散来自膜状物的热。框架支撑膜状物，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。
本揭示内容的实施方式中的又一态样为一种制造半导体装置的方法，包括：激活极紫外线光源以图案化基板上的抗蚀层；将极紫外线光源所发射的光导引至光罩上；位于光罩上的护膜上捕获落下的颗粒，使得将光导引至光罩上时，保持光罩中不会有落下的颗粒。护膜包括膜状物以及框架。膜状物包括至少一膜，至少一膜选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中，其中选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜的群组中的至少一膜涂布有保护壳，保护壳消散来自膜状物的热。框架支撑膜状物，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的部分；以及收集并导引通过护膜及光罩的光至抗蚀层上。
附图说明
当与所附附图一起阅读时，本揭露内容可自以下详细的描述而得到最好的理解。要强调的是，根据产业的标准做法，各个特征并不按尺寸绘制，而仅用来说明目的。事实上，为了清楚地讨论，各个特征的尺寸可任意地增加或减小。
图1为根据本揭示内容的一些实施例的示例微影系统的简化示意图；
图2A为根据本揭示内容的一些实施例的示例护膜-光罩结构的横截面图；
图2B为图2A的示例护膜-光罩结构的等角视图；
图2C绘示图2A及图2B的护膜膜状物的示例顶部膜状物部分；
图2D，举例而言，绘示图2C中所示的示例纳米碳管网络的纳米碳管的横截面图；
图3为根据本揭示内容的一实施例所绘示的用于组装微影制程的护膜的方法300的流程图；
图4为根据本揭示内容的至少一个实施方式所绘示的制造半导体元件的方法的流程图。
【符号说明】
100:微影系统
102:高亮度光源
104:照明器
106:光罩台
108:光罩
110:投影光学模块
112:基板台
114:护膜
116:半导体晶圆
200:护膜-光罩结构
202:光罩基板
204:光罩图案
206:护膜框架
208:侧部分
210:内表面
212:外表面
214:底表面
216:通风结构
218:护膜框架粘合剂
220:护膜膜状物粘合剂
222:护膜膜状物
224:边框
226:顶部膜状物部分
228:内部空间
230:纳米碳管
232:保护壳
234:外部环境
300:方法
302:步骤
304:步骤
306:步骤
308:步骤
310:步骤
312:步骤
400:方法
402:步骤
404:步骤
406:步骤
408:步骤
410:步骤
412:步骤
具体实施方式
可以理解的是，下述内容提供的不同实施例或实施例可实施本揭露的标的不同特征。特定构件与排列的实施例是用以简化本揭露而非局限本揭露。举例来说，以下所述的第一特征形成于第二特征上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外特征而非直接接触。此外，本揭露在多个实施例中可重复参考数字及/或符号。这样的重复是为了简化和清楚，而并不代表所讨论的各实施例及/或配置之间的关系。
此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“较下方”、“上方”、“较上方”、或类似用语可用于简化说明某一特征与另一特征在图示中的相对关系。除了诸图所描绘的定向外，空间相对性术语意欲包含在使用或操作中的设备的不同定向。装置/设备可经其他方式定向(旋转90度或处于其他定向)且因此可同样地解读本揭露所使用的空间相对性描述词。
在一个实施例中，本揭示内容提供一种用于极紫外线(EUV)微影系统的坚固、高透射的护膜。如上所述，EUV微影系统可使用EUV辐射将形成于光罩中的图案投影至硅晶圆上，并且图案可被蚀刻于晶圆中。在一些实施例中，可使用护膜(例如，薄的、透明的膜或膜状物)来保护光罩免受污染。举例而言，颗粒可能会落在光罩的表面上。当扫描器随后将光罩图案印至晶圆上时，颗粒可能也会被印至晶圆上，从而导致图案中的缺陷。然而，恰当位的护膜可防止颗粒落在光罩上。
尽管护膜可减少光罩污染，但护膜也会减少到达光罩的EUV辐射的量。举例而言，若护膜的膜状物太厚，则此膜状物可能在EUV辐射可到达光罩之前吸收掉大部分EUV辐射，反而可能减少EUV微影系统的通量。此外，在EUV微影系统的典型处理条件下，许多常见的膜状物材料容易发生机械变形。举例而言，对于大批量制造而言，EUV微影系统可在高达250瓦特下进行操作；在这样的条件下，护膜膜状物的温度可能高达摄氏686度，其远超过许多材料的熔点。如此，已知护膜可能相对需要频繁地更换。
本揭示内容的一些实施例提供一种坚固、高透射的护膜，可抵抗由温度及压力所引起的变形，且可透射高百分比(例如，高于82％，并且在一些实施例中高于90％)的辐射至光罩上。在一实施例中，护膜膜状物包括涂布壳以确保环境稳定性的碳基或硅基材料，例如，透明的纳米碳管膜或透明的硅纳米线膜。因此，护膜膜状物在机械上坚固，而同时可提高辐射的透射。在其他实施例中，在光罩上支撑护膜膜状物的护膜框架可包括通风结构，此通风结构最小化护膜膜状物的各侧(例如，面向光罩侧及背向光罩侧)之间的压力差。因此，也可使导致护膜膜状物变形的环境因素最小化。
可将额外特征添加至本文中所揭示的护膜。对于不同实施例而言，亦可替换或消除以下所述的一些特征。尽管以下所述的一些实施例论述了以特定次序执行操作，但此些操作可以其他顺序执行，而不会脱离本揭示内容的范畴。
此外，本文中所揭示的护膜及方法可执行在多种应用中，包括鳍片型场效应晶体管(fin-type field effect transistors；finFET)的制造。举例而言，本揭示内容的一些实施例可非常适于将finFET的鳍片图案化，以便在特征之间产生相对紧密的间距。在另外的实施例中，可根据本揭示内容的一些实施例来处理用于形成finFET的鳍片的间隔物。
图1为根据本揭示内容的一些实施例的示例微影系统100的简化示意图。微影系统100在本文中亦可称作“扫描器”，可用以通过相应的辐射源及曝光模式来执行微影曝光制程。
在一实施例中，微影系统100大体包括高亮度光源102、照明器104、光罩台106、光罩108、投影光学模块110，及基板台112。在其他的实施例中，微影系统可包括未在图1中绘示的额外部件。在另外实施例中，可自微影系统100中的高亮度光源102、照明器104、光罩台106、光罩108、投影光学模块110及基板台112去掉一或多个，或可将其并入至组合部件中。
高亮度光源102可配置以发射具有波长在约1纳米至250纳米的范围中的辐射。在一个特定实施例中，高亮度光源102产生集中于约13.5纳米的波长的EUV光；因此，在一些实施例中，高亮度光源102亦可称作“EUV光源”。然而，应了解，高亮度光源102不应限于发射EUV光。举例而言，高亮度光源102可用以执行来自受激发靶材的任何高强度光子照射。
在一实施例中，术语“约”应理解为意谓规定值的+/-百分之二十，且更通常为规定值的+/-百分之十，且更通常为规定值的+/-百分之五，且更通常为规定值的+/-百分之三，且更通常为规定值的+/-百分之二，且更通常为规定值的+/-百分之一，且甚至更通常为规定值的+/-百分之零点五。规定值因此为近似值。在无任何特定描述的情况下，根据以上定义，本文所述的任何规定值皆为近似的。
在一些实施例中(例如，其中微影系统100为UV微影系统)，照明器104包括各种折射光学部件，例如，单一透镜或包括多个透镜(波带片)的透镜系统。在另一实施例中(例如，其中微影系统100为EUV微影系统)，照明器104包括各种反射光学部件，例如，单一反射镜或包括多个反射镜的反射镜系统。照明器104可将来自高亮度光源102的光导引至光罩台106上，且更特定言之是导引至被紧固在光罩台106上的光罩108上。在其中高亮度光源102产生在EUV波长范围中的光的实施例中，照明器104包括反射光学器件。
光罩台106可用以紧固光罩108。在一些实施例中，光罩台106可包括用以紧固光罩108的静电夹盘(e-chuck)。此是因为气体分子吸收EUV光，且用于EUV微影图案化的微影系统100维持在真空环境中以便使EUV强度损失最小化。本文中，术语“光罩”、“光罩”及“主光罩”可互换地使用。在一个实施例中，光罩108为反射光罩。
在一些实施例中，护膜114可位在光罩108之上，例如，在光罩108与基板台112之间。护膜114可保护光罩108免受颗粒影响，且可使颗粒不被聚焦，以使得颗粒不会产生影像(此影像可在微影制程期间引起晶圆上的缺陷)。
投影光学模块110可配置以使光罩108的图案成像至固定在基板台112上的半导体晶圆116上。在一个实施例中，投影光学模块110包括折射光学器件(例如，用于UV微影系统)。在另一实施例中，投影光学模块110包括反射光学器件(例如，用于EUV微影系统)。可通过投影光学模块110收集由光罩108导引而来的光，导引而来的光携载了光罩108上所定义的图案的影像。照明器104及投影光学模块110可统称为微影系统100的“光学模块”。
在一些实施例中，半导体晶圆116可为块状半导体晶圆。举例而言，半导体晶圆116可包括硅晶圆。半导体晶圆116可包括硅或另一元素半导体材料(例如，锗)。在一些实施例中，半导体晶圆116可包括化合物半导体。化合物半导体可包括砷化镓、碳化硅、砷化铟、磷化铟、另一适当材料，或其组合。
在一些实施例中，半导体晶圆116包括绝缘层上硅(silicon-on-insulator,SOI)基板。可使用氧布植分离(separation by implantation of oxygen；SIMOX)制程、晶圆接合制程、另一适用制程或其组合来制造SOI基板。
在一些实施例中，半导体晶圆116包括未掺杂基板。然而，在其他实施例中，半导体晶圆116包括掺杂基板，例如，p型基板或n型基板。
在一些实施例中，取决于半导体元件结构的设计要求，半导体晶圆116包括各种掺杂区域(未示出)。掺杂区域可包括(例如)p型阱及/或n型阱。在一些实施例中，掺杂区域掺杂有p型掺杂剂。举例而言，掺杂区域可掺杂有硼或氟化硼。在其他实施例中，掺杂区域掺杂有n型掺杂剂。举例而言，掺杂区域可掺杂有磷或砷。在一些实施例中，掺杂区域中的一些为p型掺杂，且其他掺杂区域为n型掺杂。
在一些实施例中，可在半导体晶圆116之上形成互连结构。互连结构可包括多个层间介电层(包括介电层)。互连结构亦可包括形成于层间介电层中的多个导电特征。导电特征可包括导线、导电通孔及/或导电接触。
在一些实施例中，在半导体晶圆116中形成各种设备元件。各种设备元件的实施例可包括晶体管(例如，金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductorfield effect transistors；MOSFET)、互补金属氧化物半导体(complementary metaloxide semiconductor；CMOS)晶体管、双极接面晶体管(bipolar junction transistors；BJT)、高电压晶体管、高频晶体管、p型通道及/或n型通道场效应晶体管(p-channeltransistors(PFET)及/或n-channel field effect transistors(NFET))、二极管，或其他适当元件。可使用各种制程以形成各种设备元件，包括沉积、蚀刻、布植、光微影、退火及/或其他适用制程。
设备元件可经由半导体晶圆116之上的互连结构互连，以形成集成电路元件。集成电路元件可包括逻辑元件、记忆体元件(例如，静态随机存取记忆体(static randomaccess memory；SRAM)元件)、射频(radio frequency；RF)元件、输入/输出(input/output；I/O)元件、晶片上系统(system-on-chip；SoC)元件、影像感测器元件、其他适用元件，或其组合。
在一些实施例中，半导体晶圆116可涂布对EUV光敏感的抗蚀层。多种包括上述元件的部件可整合在一起，并且可用以执行微影曝光制程。
图2A为根据本揭示内容的一些实施例的示例护膜-光罩结构200的横截面图。图2B为图2A的示例护膜-光罩结构200的等角视图。如图2A及图2B中所示，光罩108可包括光罩基板202及位在光罩基板202上的光罩图案204。
在一些实施例中，光罩基板202包括透明基板，例如，相对无缺陷的熔融氧化硅、硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、氟化钙、低热膨胀材料、超低热膨胀材料，或其他适用材料。光罩图案204可如上所述位在光罩基板202上，且可根据在微影制程期间将形成于半导体基板(例如，图1的半导体晶圆116)上的集成电路特征来设计。可通过沉积材料层并图案化材料层来形成光罩图案204，以便具有一或多个辐射束可穿越而不会被吸收的开口，以及一或多个可完全地或部分地阻挡辐射束的吸收区。
光罩图案204可包括金属、金属合金、金属硅化物、金属氮化物、金属氧化物、金属氧氮化物或其他适用材料。可用以形成光罩图案204的材料的实施例可包括但不限于Cr、MoxSiy、TaxSiy、Mo、NbxOy、Ti、Ta、CrxNy、MoxOy、MoxNy、CrxOy、TixNy、ZrxNy、TixOy、TaxNy、TaxOy、SixOy、NbxNy、ZrxNy、AlxOyNz、TaxByOz、TaxByNz、AgxOy、AgxNy、Ni、NixOy、NixOyNz等。化合物x/y/z比率不受限制。
在一些实施例中，光罩108为EUV光罩。然而，在其他实施例中，光罩108可为光学光罩。
如图2A及图2B中所示，护膜114可位在光罩108上。在一实施例中，护膜114包括护膜框架206，护膜框架206可位在光罩基板202及光罩图案204中的至少一者之上。在一个实施例中，护膜框架206可由Si、SiC、SiN、玻璃、低热膨胀系数的材料(例如，Al合金、Ti合金、铁镍(Invar)合金、铁镍钴(Kovar)合金等)、另一适当材料或其组合形成。在一些实施例中，形成护膜框架206的适当制程可包括机加工制程、烧结制程、光化学蚀刻制程、其他适用制程或其组合。
在一个实施例中，护膜框架206可包括具有内表面210及外表面212的侧部分208，其中内表面210及外表面212定向于侧部分208的相对侧上。护膜框架206可进一步包括连接内表面210及外表面212的底表面214或基底。
如图2A及图2B中所示，护膜-光罩结构200可进一步包括通风结构216，通风结构216形成在侧部分208中且自内表面210延伸至外表面212。在一些实施例中，通风结构216可包括形成于护膜框架206的侧部分208中的一或多个孔隙。孔隙可使用任何形状，包括圆形孔隙、矩形孔隙、狭缝形孔隙、其他形状或其任何组合。如以下更详细地论述，孔隙可允许空气流经过护膜-光罩结构200的一部分。在一些实施例中，孔隙可包括过滤器以最小化通过通风结构216的外部颗粒。
在一些实施例中，在通风结构216包括过滤器的情况下，通风结构216可与护膜框架206一起形成。在一些实施例中，可使用光化学蚀刻制程、另一适用制程或其组合来形成通风结构216。
在其他实施例中，再次在通风结构216包括过滤器的情况下，可单独地形成通风结构216及护膜框架206，且可在护膜框架206的侧部分208中形成开口(图未示)。之后，在一些实施例中，通风结构216可被置于护膜框架206的侧部分208中的开口中。通风结构216可接着通过例如铜焊制程、直接扩散接合制程、共晶接合制程、另一适用制程或其组合接合至护膜框架206。
在一些实施例中，如以下更详细地论述，通风结构216可防止护膜膜状物在EUV微影制程期间破裂。
如图2A及图2B中进一步所示，护膜-光罩结构200可进一步包括位在护膜框架206与光罩基板202之间的护膜框架粘合剂218。
在一些实施例中，护膜框架粘合剂218可由交联型粘合剂、热塑性弹性体型粘合剂、聚苯乙烯型粘合剂、丙烯酸型粘合剂、硅基粘合剂、环氧型粘合剂或其组合形成。
在一些实施例中，可对护膜框架206执行表面处理，以增强护膜框架206黏合至护膜框架粘合剂218。在一些实施例中，表面处理可包括氧电浆处理、另一适用处理或其组合。然而，在其他实施例中，可不对护膜框架206执行表面处理。
护膜-光罩结构200可进一步包括位在护膜框架206之上的护膜膜状物粘合剂220。在一些实施例中，护膜膜状物粘合剂220可由热塑性弹性体型粘合剂、聚苯乙烯型粘合剂、丙烯酸型粘合剂、硅基粘合剂、环氧型粘合剂、另一适当粘合剂或其组合形成。在一些实施例中，护膜膜状物粘合剂220可由不同于组成护膜框架粘合剂218的材料的材料形成。
如图2A及图2B中进一步所示，护膜-光罩结构200可进一步包括位在护膜框架206及护膜膜状物粘合剂220上的护膜膜状物222。如图所绘示，护膜膜状物粘合剂220可位在护膜膜状物222与护膜框架206之间。
在一些实施例中，护膜膜状物222可包括位在护膜膜状物粘合剂220上的边框224及位在边框224上的顶部膜状物部分226。在一些实施例中，边框224可由Si形成。在另外实施例中，边框224可由碳化硼、碳、石墨烯、纳米碳管、碳化硅、氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅、锆、铌、钼、镉、钌、钛、铝、镁、钒、铪、锗、锰、铬、钨、钽、铱、锌、铜、氟、钴、金、铂、锡、镍、碲、银、另一适当材料、此些材料中的任一者的同素异形体、或其组合形成。边框224可围绕顶部膜状物部分226的周边周围，机械地支撑顶部膜状物部分226。当护膜-光罩结构200完全组装时，边框224反过来可由护膜框架206机械地支撑。亦即，护膜框架206可机械地支撑在位于光罩108上护膜膜状物222的边框224及顶部膜状物部分226。
在一实施例中，可形成护膜框架206的通风结构216，以使得护膜框架206的至少一侧部分208包括形成在侧部分208的顶部中(例如，接近边框224)的一个空隙以及形成在侧部分208的底部中(例如，接近光罩图案204)的另一空隙。
在一些实施例中，顶部膜状物部分226可由透明的碳基膜或透明的硅基膜(例如，纳米碳管膜或硅纳米线膜)形成。
图2C(例如)绘示图2A及图2B的护膜膜状物222的示例顶部膜状物部分226。在图2C中所绘示的实施例中，顶部膜状物部分226包括纳米碳管膜。在此实施例中，根据可由护膜114透射的辐射的期望百分比，纳米碳管膜的纳米碳管的网络可具有在0.2至1之间的结构密度。举例而言，纳米碳管膜展示出可达成高达约90％的可视光透射率。大体而言，纳米碳管的1纳米管厚度应转化为在极紫外线波长内的辐射的约0.5％至1％的吸收。可选择精确的结构密度以最大化EUV辐射透射，而同时最小化通过顶部膜状物部分226的颗粒。举例而言，尽管较宽松的结构密度可允许较大的EUV辐射透射，但较宽松的结构密度亦可导致颗粒落至光罩108。可通过卷对卷制程、另一适当制程或其任何组合来形成纳米碳管膜。
在一些实施例中，碳基膜或硅基膜可进一步涂布有保护壳。例如图2D绘示图2C所示的纳米碳管的网络的示例纳米碳管230的横截面图。如图所绘示，纳米碳管230涂布有保护壳232。保护壳232可包括例如Ru、Mo、Zr、B、Nb、MoSi、SiN、SiO、另一适当材料或其组合。保护壳232可具有在0.1至10纳米之间的厚度。可选择保护壳232的材料及厚度，以提供EUV辐射的高透射，消散来自顶部膜状物部分226的热，以及最小化膜材料(例如，碳或硅)的耗损。在一实施例中，可使用原子层沉积、物理气相沉积、化学气相沉积、湿式化学镀敷、另一适当制程或其任何组合将保护壳232沉积至纳米碳管的网络上。
在一些实施例中，边框224及/或顶部膜状物部分226可包括多层。在一些实施例中，可使用基板背侧光/蚀刻制程、另一适用制程或其组合来形成护膜膜状物222。
在一些实施例中，边框224的材料与顶部膜状物部分226的材料相同。然而，在其他实施例中，边框224的材料与顶部膜状物部分226的材料不同。举例而言，边框224可由硅形成，而顶部膜状物部分226包括纳米碳管膜。在一些实施例中，顶部膜状物部分226的厚度在10纳米至100纳米之间。在更特定实施例中，顶部膜状物部分226的厚度在20至50纳米之间。已发现此些范围会为顶部膜状物部分226提供足够的坚固性，并且同时亦提供高的EUV透射。大体而言，顶部膜状物部分226越厚，则顶部膜状物部分226将越坚固；然而，若顶部膜状物部分226太厚，则EUV透射的百分比会减小。因此，所揭示范围在这两个需求之间取得了平衡。
在一些实施例中，护膜框架粘合剂218及护膜膜状物粘合剂220中的任一者或其两者可包括散热填料。散热填料可包括例如氮化铝、氮化硼、氧化铝、氧化镁、氧化硅、石墨、金属粉末、陶瓷粉末、另一适当材料或其组合。在一些情形下，EUV微影制程可包含可穿透护膜膜状物222的高能光束，从而导致护膜膜状物222的温度提升。散热填料可帮助将护膜膜状物222的热经由护膜膜状物粘合剂220消散至护膜框架206，消散至护膜框架粘合剂218，消散至光罩108及EUV微影装置。因此，护膜膜状物222的温度可在EUV微影处理期间减小，借此降低护膜膜状物222破裂的可能性。
如图2A中所示，护膜114及光罩108可形成由护膜114及光罩108封闭的封闭内部空间228。护膜114及光罩108可使内部空间228与外部环境234分离。通风结构216可自内部空间228延伸至外部环境234。
在一些实施例中，可在极高真空条件下执行EUV微影制程。在此些条件下，由于内部空间228(例如，护膜114的面向光罩108的一侧)与外部环境234(例如，护膜114的背离光罩108的一侧)之间的压力差，缺乏足够通风的护膜-光罩结构可能会破裂。然而，图2A及图2B的护膜-光罩结构200不易破裂，因为在EUV微影制程期间，通风结构216可使内部空间228中的压力与外部环境234中的压力平衡。
在一些实施例中，护膜框架206包括侧部分208，并且护膜-光罩结构200包括位在侧部分208中的至少一个通风结构216。在一些实施例中，如图2B中所示，护膜框架206可包括四个侧部分208；因此，护膜-光罩结构200可包括至少四个对应的通风结构216。在一些实施例中，四个通风结构216可分别位在四个侧部分208中。然而，可对图2B中所示的实施例作出许多变化及/或修改。举例而言，在一些实施例中，护膜-光罩结构200可包括额外的通风结构216。在一些实施例中，可在单个侧部分208中形成两个或更多个通风结构216。在其他实施例中，一些侧部分208可不包括通风结构216。在另外实施例中，通风结构216可消耗整个侧部分208。
将了解，图1表示微影系统100的简化形式。在一些实施例中，微影系统100可包括未绘示的额外部件，例如，额外光学器件、电浆源、以及其他部件。
图3为根据本揭示内容的一实施例所示用于组装用于微影制程的护膜的方法300的流程图。举例而言，可执行方法300以组装图1、图2A以及图2B中所绘示的护膜114。在控制器或处理器的控制下，可使用一或多个不同机器来执行方法300。
方法300由步骤302起始。在步骤304中，可在模板基板上建构透明的碳基或硅基膜。模板基板可包括例如聚乙烯醇(polyvinyl alcohol；PVA)、聚苯乙烯(polystyrene；PS)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate；PET)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride；PVDF)或化学气相沉积的聚对二甲苯聚合物(例如，聚对二甲苯C)。在一个实施例中，在膜为碳基膜的情况下，碳基膜为纳米碳管膜。在又一实施例中，纳米碳管膜具有0.2至1之间的纳米管网络结构密度。在另一实施例中，在膜为硅基膜的情况下，硅基膜为硅纳米线膜。在一个实施例中，可在例如电浆反应腔室(其中反应气体可包括(例如)CxHy、H2、Ar、O2、另一适当气体或其任何组合)的电浆环境中使用卷对卷制程来构造碳基膜或硅基膜。
在步骤306中，可将透明的碳基或硅基膜转移至边框，并且移除模板基板以使碳基膜或硅基膜独立。在一实施例中，使用干式转移技术将碳基膜或硅基膜自模板基板转移至边框。在一实施例中，边框由硅形成。如图2B中所示，边框可具有矩形形状。
在步骤308中，可用保护壳来涂布透明的碳基膜或硅基膜，以便确保碳基或硅基膜的环境稳定性。在一个实施例中，保护壳可包括Ru、Mo、Zr、B、Nb、MoSi、SiN、SiO、另一适当材料或其组合。保护壳可具有在0.1至10纳米之间的厚度。
在步骤310中，可将边框及碳基膜或硅基膜贴合至包括通风结构的护膜框架。如图2A及图2B中所示，护膜框架可具有与边框相同的形状(例如，矩形)。在一实施例中，护膜框架可由Si、SiC、SiN、玻璃、低热膨胀系数的材料(例如，Al合金、Ti合金、铁镍合金、铁镍钴合金)等)、另一适当材料或其任何组合形成。在又一实施例中，护膜框架可包括通风结构，例如，如图2A及图2B中所绘示。亦即，通风结构可包括形状像圆形、矩形、狭缝、其他适当形状或其任何组合的孔隙。
此方法可结束于步骤312中。
图4根据本揭示内容的至少一实施例绘示出制造半导体元件的方法400的流程图。方法400的至少一些步骤可经由EUV微影系统(例如，图1中所绘示的微影系统)的控制器来执行。
虽然以下将方法400绘示并描述为一连串动作或事件，但将了解，并非在限制意义上解释此些动作或事件的所绘示排序。举例而言，一些动作可以不同次序发生及/或与除了本文所绘示及/或描述的动作或事件之外的其他动作或事件同时发生。另外，并非所有绘示动作均为实施本文中的描述的一或更多个态样或实施例所必需的。另外，本文中所描绘的一或多个动作可在一或多个单独动作及/或阶段中进行。
方法400起始于步骤402。在步骤404中，可激活EUV光源以将抗蚀层图案化在基板(其中基板可为半导体晶圆)上。举例而言，EUV光源可为微影系统(例如绘示于图1以及前述讨论的系统)的一部分。因此，EUV光源可产生极紫外线波长的光(有可能通过将金属液滴气化成高度游离的电浆)。
在步骤406中，可将EUV光源所发射的光导引至光罩上。光罩可具有蚀刻于其表面中的图案，其中此图案将被印至基板上的抗蚀层上。
在步骤408中，可在位于光罩上的护膜上捕获落下的颗粒，使得将光导引至光罩上时，保持光罩中不会有落下的颗粒。在一个实施例中，护膜包括涂布有保护壳的透明的碳基膜或硅基膜，保护壳消散来自膜的热。护膜可进一步包括支撑膜的框架，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。举例而言，可如图2A至图2D中所示设置护膜。护膜可经位，以防止颗粒落至光罩上并污染光罩。
在步骤410中，可通过投影光学模块收集通过护膜及光罩的光并聚焦至抗蚀层上，以图案化抗蚀层。举例而言，将抗蚀层暴露于光，可能导致具有目标间距的特征被印在抗蚀剂中。
在一实施例中，可在EUV光源的操作期间(例如，针对基板的多层)持续重复步骤404至步骤410。在步骤412处，结束方法400。
应注意，方法300及400可扩充为包括额外步骤，或可修改为包括关于以上概述的步骤的额外操作。另外，在不脱离本揭示内容的实施例的情况下，可组合、分离及/或以不同于上述次序的次序执行上述方法300或方法400的步骤、方块、功能或操作。
因此，本揭示内容的实施例提供一种坚固、高透射的护膜，可抵抗由温度及压力所引起的变形，且将高百分比(例如，高于82％，并且在一些实施例中高于90％)的辐射透射至光罩上。本揭示内容的护膜可尤其适合于在紫外线微影系统中使用，并且更特定言之，可用在极紫外线微影系统中。
在一个实施例中，本揭示内容提供一种护膜，包括膜状物以及支持膜状物的框架。膜状物可由透明的碳基膜及透明的硅基膜中的至少一者形成。透明的碳基膜及透明的硅基膜中的至少一者可进一步涂布保护壳。框架可包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。
在另一实施例中，一种装置包括极紫外线照射源、照明器、光罩及护膜。极紫外线照射源设置以产生一束极紫外线辐射以图案化基板上的抗蚀层。照明器设置以将极紫外线辐射导引至光罩上。光罩包括用以图案化抗蚀层的图案。护膜包括膜状物以及支撑膜状物的框架。膜状物可由透明的碳基膜及透明的硅基膜中至少一者形成。透明的碳基膜及透明的硅基膜中的至少一者可进一步涂布保护壳。框架可包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。
在另一实施例中，一种方法包括激活极紫外线光源以图案化基板上的抗蚀层。将极紫外线光源所发射的光导引至包括护膜的光罩上。护膜包括膜状物以及支撑膜状物的框架。膜状物可由透明的碳基膜及透明的硅基膜中的至少一者形成。透明的碳基膜及透明的硅基膜中的此至少一者可进一步涂布有保护壳。框架可包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。收集通过护膜及光罩的光并导引至抗蚀层上。
在一种态样中，本揭露涉及一种护膜，包括：膜状物以及框架。膜状物包括至少一膜，膜选自由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组，其中选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中的至少一膜涂布保护壳，保护壳消散来自膜状物的热。框架支撑膜状物，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。
在一些实施方式中，护膜进一步包括位在膜状物与框架之间的边框，其中边框通过护膜膜状物粘合剂贴合膜状物，并且通过护膜框架粘合剂贴合框架。
在一些实施方式中，护膜膜状物粘合剂及护膜框架粘合剂中的至少一者包括散热填料。
在一些实施方式中，护膜框架粘合剂包括以下各者中的至少一者：交联型粘合剂、热塑性弹性体型粘合剂、聚苯乙烯型粘合剂、丙烯酸型粘合剂、硅基粘合剂或环氧型粘合剂。
在一些实施方式中，护膜膜状物粘合剂包括以下各者中的至少一者：热塑性弹性体型粘合剂、聚苯乙烯型粘合剂、丙烯酸型粘合剂、硅基粘合剂或环氧型粘合剂。
在一些实施方式中，边框由硅形成。
在一些实施方式中，透明的碳基膜包括多个纳米碳管网络。
在一些实施方式中，多个纳米碳管的网络具有介于0.2至1之间的结构密度。
在一些实施方式中，透明的硅基膜包括多个硅纳米线的网络。
在一些实施方式中，膜状物透射高于82％的极紫外线辐射。
在一些实施方式中，框架由以下各者中的至少一者形成：硅、碳化硅、氮化硅、玻璃、铝合金、钛合金、铁镍合金及铁镍钴合金。
在一些实施方式中，保护壳包括以下各者中的至少一者：钌、钼、锆、硼、铌、二硅化钼、氮化硅及氧化硅。
在一些实施方式中，保护壳具有介于0.1至10纳米之间的厚度。
在一种态样中，本揭露涉及一种装置，包括极紫外线照射源、照明器、以及护膜。极紫外线照射源设置以产生一束极紫外线辐射以图案化基板上的抗蚀层。照明器用以将极紫外线辐射导引至光罩上。光罩包括用以图案化抗蚀层的图案。护膜位在光罩上，包括膜状物以及框架。膜状物包括至少一膜，至少一膜选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中，其中选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中的至少一膜涂布有保护壳，保护壳消散来自膜状物的热。框架支撑膜状物，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的一部分。
在一些实施方式中，透明的碳基膜包括多个纳米碳管的网络。
在一些实施方式中，透明的硅基膜包括多个硅纳米线的网络。
在一些实施方式中，膜状物透射多于82％的极紫外线辐射。
在一种态样中，本揭露涉及一种方法，包括：激活极紫外线光源以图案化基板上的抗蚀层；将极紫外线光源所发射的光导引至光罩上；位于光罩上的护膜上捕获落下的颗粒，使得将光导引至光罩上时，保持光罩中不会有落下的颗粒。护膜包括膜状物以及框架。膜状物包括至少一膜，至少一膜选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜所组成的群组中，其中选自于由透明的碳基膜及透明的硅基膜的群组中的至少一膜涂布有保护壳，保护壳消散来自膜状物的热。框架支撑膜状物，其中框架包括至少一孔隙以允许空气流经过护膜的部分；以及收集并导引通过护膜及光罩的光至抗蚀层上。
在一些实施方式中，透明的碳基膜包括多个纳米碳管的网络。
在一些实施方式中，透明的硅基膜包括多个硅纳米线的网络。
前文概述了若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可较佳地理解本揭示内容的态样。熟悉此项技术者应了解，他们可容易地使用本揭示内容作为设计或修改用于实现相同目的及/或达成本文中所介绍的实施例的相同优势的其它制程及结构的基础。熟悉此项技术者亦应认识到，此些等效构造不脱离本揭示内容的精神及范畴，且他们可在不脱离本揭示内容的精神及范畴的情况下在本文作出各种改变、代替及替换。

Claims (10)

1.一种护膜，其特征在于，包括：
一膜状物，其中该膜状物包括至少一膜，该膜选自于由一透明的碳基膜及一透明的硅基膜所组成的群组，其中选自该透明的碳基膜及该透明的硅基膜所组成的群组中的该至少一膜涂布一保护壳，该保护壳消散来自该膜状物的热；以及
一框架，支撑该膜状物，其中该框架包括至少一孔隙以允许一空气流经过该护膜的一部分。
2.根据权利要求1所述的护膜，其特征在于，进一步包括：
位在该膜状物与该框架之间的一边框，其中该边框通过一护膜膜状物粘合剂贴合该膜状物，并且通过一护膜框架粘合剂贴合该框架。
3.根据权利要求2所述的护膜，其特征在于，该护膜膜状物粘合剂及该护膜框架粘合剂中的至少一者包括散热填料。
4.根据权利要求1所述的护膜，其特征在于，该透明的碳基膜包括多个纳米碳管的一网络。
5.根据权利要求4所述的护膜，其特征在于，所述多个纳米碳管的该网络具有介于0.2至1之间的一结构密度。
6.根据权利要求1所述的护膜，其特征在于，该膜状物透射高于82％的极紫外线辐射。
7.根据权利要求1所述的护膜，其特征在于，该保护壳具有介于0.1至10纳米之间的一厚度。
8.一种半导体装置，其特征在于，包括：
一极紫外线照射源，设置以产生一束极紫外线辐射以图案化一基板上的一抗蚀层；
一照明器，用以将该束极紫外线辐射导引至一光罩上；
该光罩，该光罩包括用以图案化该抗蚀层的一图案；以及
一护膜，位在该光罩上，其中该护膜包括：
一膜状物，其中该膜状物包括至少一膜，该至少一膜选自于由一透明的碳基膜及一透明的硅基膜所组成的群组中，其中选自于由该透明的碳基膜及该透明的硅基膜所组成的群组中的该至少一膜涂布有一保护壳，该保护壳消散来自该膜状物的热；以及
一框架，支撑该膜状物，其中该框架包括至少一孔隙以允许一空气流经过该护膜的一部分。
9.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包括：
激活一极紫外线光源以图案化一基板上的一抗蚀层；
将该极紫外线光源所发射的光导引至一光罩上；
位于该光罩上的一护膜上捕获落下的颗粒，使得将光导引至该光罩上时，保持该光罩中不会有落下的颗粒，其中该护膜包括：
一膜状物，其中该膜状物包括至少一膜，该至少一膜选自于由一透明的碳基膜及一透明的硅基膜所组成的群组中，其中选自于由该透明的碳基膜及该透明的硅基膜的群组中的该至少一膜涂布有一保护壳，该保护壳消散来自该膜状物的热；以及
一框架，支撑该膜状物，其中该框架包括至少一孔隙以允许一空气流经过该护膜的一部分；以及
收集并导引通过该护膜及该光罩的光至该抗蚀层上。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该透明的硅基膜包括多个硅纳米线的一网络。
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