TW201039051A - Pellicle for lithography and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
201039051 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種微影用防塵薄膜組件及其製造方法，更詳 而言之，本發明係關於一種以對極紫外光(EUV光)具有很高的透 =性且在化學上很安定㈣單結晶麟為防塵_的微影用防塵 薄膜組件及其製造方法。 【先前技術】 半導體裝置的高積體化以及微細化每年不斷進步，現在線寬 右的目銳形獅也進人實用化階段。為了形成這麼微細 H案丄吾人改良1知的準分子曝光技術，亦即採用ArF浸液曝 光技術或雙重曝光技術等方法，作為因應手段。 ㈣準分子雷射的曝光技術已經無法因應«定u 士 微i田化、線寬32nm以下的圖案成形需求；使用波長 rFuv刀·^射更域光線’亦即使社波長13.5nm的極紫外 (EUV · Extreme Ultra Violet)光的Euv曝光技術，遂受到重視。 心ί 曝光技術實用化，必須解決杨、光阻以及用 ί，、物附者到光罩上的防塵用防塵薄膜組件等的各個構成要 構成要件中，光源與光阻的技=2 ^了長足的進展m影響半導體裝 口 通’對EUV曝光技術的實用化形成很大的阻礙。 且光的防塵薄臈組件仍存在的尚未解決的技術問題 ^發對光具有很高的透光性且在化學上Ϊ / 1=(2)讓必彡賊為超薄膜的透細（防㈣膜）伴持 ί;=Γ而沒娜的情況;⑶在常壓下黏貼於iii 枓目則遂>又找到著眼目標，恐是實情。 、材 201039051 • 習知防塵薄膜所使用的材料（主要是有機材料），在EUV来 ίίίί中沒有，性，不但EUV光無法透過，還會因為光線照 f而刀解另化。目前吾人尚未發現在EUV光的波長帶中具有完全 ，光性的材料，但發财是透級比較高的材料，文獻等亦有所 "紹（非專利文獻 1 : shr〇tf et al. “EUV pellicle Devel〇pment for
Mask Defect Control^ Emerging Lithographic Technologies X, Proc 〇f SPIE Vol.6151 615104-1(2006)，非專利文獻 2 : Livins’〇n 过
al.,United States Patent US6,623,893 Bl, "PELLICLE FOR USE IN EUV LITHOGRAPfflY AND METHOD OF IV1AKING SUCH A PELLICLE”）。 o 然而’上述非專利文獻1所揭示的用於EUV曝光用防塵薄膜 組件的矽係用濺鍍等方法所堆積的矽膜，必然是非晶質薄膜，故 對EUV波長帶的光線的吸收率（吸收係數）很高。 ^又’上述非專利文獻2所揭示的EUV曝光用防塵薄膜組件的 矽係由CVD等方法所堆積的薄膜，在此前提下，矽膜為非晶質膜 或多結晶膜’故對EUV波長帶的光線的吸收率（吸收係數）很高。 再者，雖然宜對當作防塵薄膜黏貼在框架上的矽膜施加若干 拉伸應力，但應力若施加過度會造成破損，黏貼矽膜時的溫度宜 為室溫或是比室溫更高若干程度。然而，以上述習知方法所製得 〇 的矽膜，在其堆積過程（濺鍍或CVD等步驟）已經承受了很^的 應力。 又，由於該等矽膜並非單晶矽膜，故會因為薄膜中所含的非 晶質部份或晶粒邊界’而讓EUV光的吸收率（吸收係數）提高， 進而讓透光率降低。再者，化學上也很不安定，容易氧化，故隨 著時間經過對EUV光的透光率會逐漸降低，並不是狠耐用的薄膜。 [習知技術文獻] ' [非專利文獻] [非專利文獻 1] Shroff et al. “EUV pellicle Development for Mask Defect Control,5, Emerging Lithographic Technologies X, Proc of SHE Vol.6151 615104-1(2006). ’ 5 201039051 [非專利文獻 2] Livinson et al.，United States Patent US6,623,893 Bl, "PELLICLE FOR USE IN EUV LITHOGRAPHIY AND METHOD OF MAKING SUCH A PELLICLE”.
[非專利文獻 3] Edward D. Palik，ed·，“Handbook of Optical Constants of Solids,” Academic Press, Orlando (1985).
[非專利文獻 4] L. Dong et al. Journal of Applied physics，vol.84,
No.9, pp.5261-5269, 1998. ’ [非專利文獻5]山田公編著「集簇型離子束基礎與應用」第 四章曰刊工業 【發明内容】 [發明所欲解決的問題] 有鑑於上述問題，本發明之目的在於提供一種微影用防塵薄 膜組件及其製造方法，該微影用防塵薄膜組件以單晶矽膜 =膜’該單晶砍麟極紫外光(EUV光)具備很高的透光性且 化學上是很安定的材料。 # [解決問題之技術手段] ㈣^了Ϊ決上述問題’本發明之微影用防塵薄膜組件包含：支
U ’，、具備外框部與在該外框部之_區域的多孔部.以及 早曰曰石夕的防塵薄膜，其受到該多孔部的支持。 ，及 上述微影用防塵薄膜組件，宜且備霜 ^ si〇；Ti;!!2t#sTi X . y = 3 : 4)、SiON、Sir、V η vx ) SixNy (包含 的至少1種材料所構成。2 3、W、施、Ru、处的群組之中 上述微影用防塵薄蟥組件， 氣體=的過濾部。又，該支持構^上設置讓 本發明提供-種微影用阮鹿键睹，丄入°曰曰所構成。 防塵薄膜組件包含具備= ft造方法’該微影用 法的特徵為包含:支持構件形=早 6 201039051 隔著絶緣層設置單晶石夕層的SOI基板的該承载基板的部份除去以 形成該外框部與該多孔部。 將該承载基板的部份除去’可利用矽DRJE(sincon Deep
Reactive Ion Etching，矽深式反應性離子蝕刻)法以乾蝕刻方式進 行。 上述微影用防塵薄膜組件的製造方法，亦可包含在該支持構 件形成步狀後’將在該多孔部所露出的絶緣層部絲去的步驟。 又，上述微影用防塵薄膜組件的製造方法，亦可 承載基板的背面研磨，將該承^ Ο Ο 又，上述微影用防塵薄膜組件的製造方法，亦可 ίΪ件形齡驟之前，先在該單祕狀置面上設置補強基^的 又，上述微影用防塵薄膜組件的製造方法，亦可 ^構件形成步驟之前’先在該單晶梦層設置面上形成保護=步 該保賴形成㈣，宜堆積氧化賴（叫〉 (SiNx)、氮氧化石夕膜（Si〇xNy)其中任一種薄膜。、夕膑 上述微影用防塵薄膜组件的製造方法，亦可包 件形f步歡^先在料騎層設置社縣喊倾的冓 垃操上述微影祕塵薄膜組件的製造方法，亦可包人在兮去 (包3氧^的^成ίΐ’宜堆積由Si〇x (包含^)、SixNy 链，尖.y—3 . 4 )、Sl0N、Sic、Y2〇3、YN、Mo、Ru、训沾 群組之中的至少1種材料所構成的_。 诎的 w雜ii5亥防氧化膜的堆積宜使用離子束辅助蒸鍍法或9裔鲈隹 族離子束輔助（GGtB)蒸鍍法。 次疋軋體尔 似「^者，上述微影用防塵薄膜組件的製造方法，亦可勺人Μ 外框部上設置魏黯顧部的步驟。 t了包3在该 201039051 [對照先前技術之功效] 框部=======外框部與在該外 ==塵;;夠提供出====; ===:以對極紫外光_光)具有: 基板組:的製造方法將在承載 ^利用由該多孔部所支持 5供-種微影用防塵薄膜組件的製造方法，該微5 =ίΐίί=ί?麟膜，該單晶频是對極紫外細W光) 具備很同的透先性且在鱗上《艮安定的材料。 九) 【實施方式】 以下參照圖面説明本發明之微影用防㈣膜組件及其製造方 所述’石夕在EUV光的波長帶中是透光性比較高的材料， ΐ 贿曝光用的防塵薄膜組件的石夕膜係由濺鍍法 f CVD辆形成的，故為非晶質或多結晶的薄膜，而存在對euv 波長帶的光線的吸收率（吸收係數）很高等的問題。於是 明人不斷研究以單晶賴作為防塵細的實雜，進*完成本^ 明。 χ 圖1係對波長在13.5nm附近的光線單晶矽膜與非晶質矽膜的 ，收係數的比較圖[參照非專利文獻3 : Edward D. palik，过， "Handbook of Optical Constants of Solids,» Academic Press, Orlando (1985)]。如該圖所示的，單晶矽膜的吸收係數約為非晶質矽膜的 吸收係數的4成左右，對EUV波長帶的光線的透光性很高，具有 作為防塵缚膜的優異特性。 為了實現以單晶矽膜作為防塵薄膜的微影用防塵薄膜組件， 201039051 本發明人對使用以單晶销作為s〇I層 ，層當作防塵薄膜，同時將上述S0I基板的基底基|=夕 力曰 膜的支持構件的方法不斷研究。利用該等方法所製 ΐΐ 了對EUV波長帶的光線具有报高的透光性 更^如習知技術那樣’必須先將防塵薄膜與支持八 別製作完成之後’再將防塵薄膜張設於框架上。 ”刀 同圖迅係本發明之微影用防塵薄膜組件的構造例示 圖’/犯係沿圖2Α㈣从線段的剖面圖: 的之微影用防塵薄膜組件，具備單晶石夕 〇 f細ig受到附2g的支持，該支持 2% (網2〇a以及在該外框部施之内側區域的多孔部 在該實施例中’為了防止防麟膜1G表面氧化 向外露出的部份覆蓋防氧化膜30a、3()b =、 ί過^的框部2Ga上的過濾部，藉由讓氣體通過 mi濾邛以5 周即防塵溥膜組件使用時的内部壓力。 放大侧之鄕贿麟酿件的上義格構造部位 〇 鏡照片。圖中「Μ」所表示的部份是支持構 」所表示的部份是從網格構造部的孔部觀察 内^财膜部份。在該實補巾，於支持構件的外框部的 内側&域形成有複數個直捏约200μιη、約略6角形 與孔部之間的間隔大約為20μηι。吾人可從這些孔部觀察^ ς 的防ίϊΐ=，曝光時的光線從該部份照射到光罩（初縮遮i曰）。 而使ίϊϋίϊΓΤ01基板的承載基板係使用石夕基板，然 用:制f類的基板（例如’玻璃基板或石英基板）也可以。 例如造之防塵薄膜組件的S01基板，可使用 所製作出麵ίΓΓΐ 解轉晶圓崎氧倾互相貼合 該等SOI Μ ’可按照例如以下順序製得。首先，在第工單 9 201039051 二曰:二，的，面（貼合面）上利用熱氧化等方法預先形成氧化膜， 日石夕ί板的表面上注人氫離子，於表面附近的既定深度（平 譆矣深度^形成平均的離子注人層，再_電漿處理等 笛;j曰性m’將實施過表面活性化的第1單晶石夕基板與 從第密貼合’利用上述的離子注人層’以機械方式 /早30魏板將補獅。按照該等順序，便可製得在第2 早曰曰石夕基板上設有石夕層（观層）的SOI基板。 的內ίΐϊ明之?"影用防塵薄膜組件所具備的支持構件的外框部 ^々孔部（網格構造）的理由，是因為euv用防塵 1 的的防塵薄朗厚度必須在㈣的數十nm〜數百 而相㈣2麼薄的防塵薄膜若僅靠防塵薄膜組件框架（外框部） 心又传能夠確保穩定性與機械性強度的支撐是非常困難的。 用有it獻1中’係採用以金屬製作網格構造，並利 的方半。&辅5彳將非晶質料防麟膜與上述網格構造接合 於穷^=’該等方法很難讓防塵細的整個表面以很平均且 度很_方式與網格構造緊密貼合。又，在直空下使用 =組件時也可能會_接合劑 難對防塵薄膜作應力調整。 領财*縣也很 為支本發明選擇將s〇1紐的承載基板加工作 吾人相要的G Ί。亦即’從底面將承載基板研削、研磨到 +驗雜承餘板除絲航部，如是便製得 等卢、，乏^ 5铸份承縣板除㈣料，可使關如在施施 tiiiZ (Silicon Deep Reactive i〇n 刻之後，由於在魏化膜等的絶緣體層 支在-起，故能夠確; 機物殘留造成污染。 於並未制接合劑，故能夠防止有 10 201039051 浐釣择；用山以及圖沈所示之態樣那樣形成防氧化膜，便
輪出光源曝光時所需要的高耐氧化性。吾人可ΐ =由(=RU，等的耐氧化性金屬，或是_包含X J 或4:、si〇N、sic、Y2〇3、yn 等的無機物， 声的矣:f·、制的至少1種材料所構成的薄膜，形成於單晶石夕 層的表面上二以製得該等防氧化膜。 ％平曰日7 箅方i ’，1 氧if田的形成方法，可使用cvd、_、電子束蒸鑛 離子束輔助蒸錢法或氣體集簇離子束辅助 度的高密度緻密 Ο 得报薄也能夠獲得很高的耐氧化性，而不會損
Phi tots N 4 ： L· D〇ng et al* — « physics，vol.84, Νο·9, pp.5261-5269, 1998，非真刹令 its · , m \ & 著叙離ί束基礎與應用」第四章曰刊工業等>A、 右j：二1rlf塵薄膜組件係在真空τ使用，故内部的壓力調整 混二。兮等機』：機構在氣體的流動出入時應防止異物 二、μΪΪ _微細異物也能捕獲的瓜伙過渡部或 為不^的壓ί差=ίίί的ίίϋ應具備防塵薄膜不會因 板，在承載基板2〇之上，隔著石夕氧化膜的BQXsm〇 5 的SOI層10。 八層刊叹置早晶矽 '通常，8英吋（2〇〇mm)基板其厚度在7〇左 研削、研磨等方法將承絲板侧製薄到 400μιη以下)。這是因為若支持構件 度（例如 對之後的_步驟造成負担。又，若預=話會 能夠縮短細步驟所需要的時間。 、載土板侧衣缚’則
接著，因應需要’在單晶石夕的s〇I層ω 3〇a (圖4Β)。又，亦可因應需要，在s〇I層 防氧化膜3〇a之上）設置用來保護s〇I層1〇的保護膜6〇((圖J 11 201039051 如氧化鄉〇x)、氮化賴(，)，氮 疏罝載基板（背面）上設制來形成網格構造的侧 格構造的%u卜__料％未覆蓋的區域乾侧成具備網 f : \. 同日车二遮罩7〇以及設s〇1層側的保護膜6〇， ，夺除去心孔#出的部份絶緣體層(B0X層)4〇，製得呈備單 ，石夕之防塵薄膜的微影用防塵薄膜組件（圖4F)。又，亦可設^防 方止從多孔部露出的部份观層1〇氧化。又，如圖 件的外框部施上設置讓氣體通過的過據部 第2 至ϋ系本Γ月之微影㊉防塵薄膜組件的製造方法的
Hi Γ 與上述第1實施例的差異點在於，為了補 =械ΐ強度，在支持構件的形成步驟之前，先在s〇1 基板的早日日矽層s又置面上設置補強基板80 (圖5D)〇 下承絲板製作得报薄時（例如2〇〇_以 ’白& ▲板“、、法自撐而㈣’故藉由補強其機械性強度以防 土不良情況。又，補強基板80，只是暫時賦予機械性強度的J件， 最後逛是會拿掉（圖5G)，其材質並無特別限制。 以下，説明實施例以更具體説明本發明。 [實施例1] 將由COP等結晶缺陷密度非常低的單晶石夕⑼知触 Ctystal: NPC)所構成且厚度為300nm的觀層，隔 5板）之上:1付SOI基板。將該S0I基板的承載墓板研削、研 f到^)μιη4麼薄，之後_微影步驟在承載基板 罩圖案，並利用DRIE作出網格構造，最後實施取 露出的石夕熱氧化膜⑽X層）除去，完成防塵薄膜組件 塵薄膜組件中’並未觀察到單晶矽的防塵薄膜有破損。 [實施例2] ' 12 201039051 與實施例1同樣地，將由COP等結晶缺陷密度非常低的單晶 石夕(Nearly Perfect Crystal: NPC)所構成且厚度為 3〇〇nm 的 SOI 層， 隔者尽度500nm的發熱乳化膜黏貼在直徑2〇〇mm、厚度725μιη 的秒基板（承載基板）之上，製得SOI基板。將該s〇l基板黏貼 在耐熱玻璃(TEMPAX Float)製的補強基板上，之後將承載基板研 削、研磨到ΙΟΟμιη這麼薄，之後利用微影步驟在承載基板側形成 蝕刻遮罩圖案，並利用DRIE作出網格構造，最後實施Ηρ處理將 ，部所露出的矽熱氧化膜（BOX層）除去，同時將補強基板剝離， 完成防塵薄膜組件。在該防塵薄膜組件中，並未觀察到單晶矽的 防塵薄膜有破損。 [比較例1] 將由COP等結晶缺陷密度非常低的單晶石夕㈤early perfect
Crystal: NPC)所構成且厚度為i〇〇nm的s〇i層，隔著厚度500^! 的石夕熱氧化膜黏貼在直徑200mm、厚度725μιη的矽基板（承載基 板）之上，製得SOI基板，除此之外，接照與上述實施例2相同 的順序，完成防塵薄膜組件。在該防塵薄膜組件中，所使用的s〇I 基板的單晶矽層的厚度僅有lOOnjn，非常薄，吾人觀察到部份防 塵薄膜有破損。 [實施例3] 0 將由COP等結晶缺陷密度非常低的單晶矽MeMyperfect
Crystal: NPC)所構成且厚度為i〇0nm的則層，隔著厚度5〇〇nm 的矽熱氧化膜黏貼在直徑2〇〇mm、厚度725μιη的矽基板（承載基 板）之上’製得SOI基板。在該s〇l基板的s〇l層之上，用PECVD 法堆積3μηι的氧化膜作為保護膜，之後，將該保護膜黏貼到耐熱 玻璃(TEMPAX Float)製的補強基板上。 ^接著，將承載基板研削、研磨到ΙΟΟμιη這麼薄，之後利用微 景夕步，在承載基板側形成蝕刻遮罩圖案，並利用DRIE作出網格構 造後實施HF處理將孔部所露出的矽熱氧化膜（b〇x層）除 同時將補強基板剝離，再利用HF處理將保護膜除去，完成防塵 薄膜組件。在該防塵薄膜組件中，並未觀察到單晶石夕的防塵薄膜 13 201039051 有石^與圖3係將如是製得之防塵薄膜組件的網格構造部放 ::子Ϊ微鏡照片。如該照片所示的，單晶矽的防塵薄膜ΐί 撓曲，防塵薄膜的品質良好。 、又有 [產業利用性] 土 所述，本發明提供—機防㈣酿件及其製造方 法’該韻用防塵賴組件以單轉膜作為 =姆外光(聰光)具備很高的透光性上 【圖式簡單說明】 圖1係對波長在13.5nm附近的光線單晶矽膜與非質 吸收係數的比較圖。 W的 、圖2A係仰視圖，其例示本發明之微影用防塵薄膜組件的構 造。圖2B係沿圖2A中之A_A線段的剖面圖。 圖3係將本發明之微影用防塵薄膜組件的上述網格構造部放 大表示的光學顯微鏡照片。 圖4A到圖4G係本發明之微影用防塵薄膜組件的製造方法的 第1實施例的説明圖。 圖5A到圖5J係本發明之微影用防塵薄膜組件的製造方法的 第2實施例的説明圖。 【主要元件符號說明】 10防塵薄膜 20支持構件 20a外框部 20b多孔部 30a、30b防氧化膜 40絶緣體層（BOX層） 50a、50b過濾部 60保護膜 14 201039051 70蝕刻遮罩 80補強基板 A-A剖面線 Μ網格構造部 Ρ防塵薄膜部份
Claims (1)
- 201039051 七、申請專利範圍： 1. 一種微影用防塵薄膜組件，包含： 立支持構件，其具備外框部與在該外框部之内側區域的多孔 部，以及 單晶石夕的防塵薄膜，由該多孔部所支持。 2. 如申請專利範圍第1項之微影用防塵薄膜組件，其中， 更包含覆蓋該防塵薄膜表面的防氧化膜。〃 3. 如申請專利範圍第1或2項之微影用防塵薄膜組件，其中， —該防氧化膜，係由si〇x (包含x=2)、SixNy (包含χ 4:4)、SiON、SiC、Y203、YN、M〇、Ru、Rh 的群植之中 的至少1種材料所構成。 4. 如申請專利範圍第1或2項之微影用防塵薄膜組件，其中， 在該支持構件的框部上設置讓氣體通過的過濾部了 .如申請專利範圍第1或2項之微影用防塵薄膜組^，其中， 該支持構件係由矽結晶所構成。 6. ^微影用防塵薄膜組件的製造方法，該微·防塵薄膜組件 支持構件，其具備外框部與在該外框部之内側區域的多 ===防塵薄膜’其係由該多孔部所支持;該製 讯成步驟，其將在承載基板的表面上隔著絶緣層 ί: ?〇1基板之縣載基板部份除去，以形成該 7. ^申請專利範圍第6項之微影用防塵薄膜組件的製造方法，其 應性^2^^〇ηΙ^Ρΐ^νεΙ〇ηΕί(^ ’石夕深式反 8 :巾法以乾餘刻方式將該承載基板部份除去。 申;》利爾…項之微影用防塵薄膜組件的製造方 絶緣件形成步驟之後，將該多孔部所獻 16 201039051 9. 如申請專利範圍第6或7項之微影用防塵薄膜組件的製造方 . 法，其中， 更包含在該支持構件形成步驟之前，先從該承載基板的背 面研磨，以將該承載基板製薄到4〇〇μιη以下的步驟。 10. 如申請專利範圍第6或7項之微影用防塵薄膜組件的製造方 法，其中， 更包含在該支持構件形成步驟之前，先在設有該單晶矽層 的面上設置補強基板的步驟。 〇11. 如申請專利範圍第6或7項之微影用防塵薄膜組件的製造方 法，其中， 更包含在該支持構件形成步驟之前，先在設有該單晶矽層 的面上形成保護膜的步驟。 12. 如申請專利範圍第u項之微影赌賴膜組件的製造方法， 其中， 该保護膜形成步驟，係藉由堆積氧化矽膜（Si〇x)、氮化 矽膜（SiNx)、氮氧化矽膜（si〇xNy)之中的任一種薄膜之方 施行之。 、 13. ^申請專職圍第6 $ 7項之微影驗塵細組件的製造方 法，其中， 无在設有該單晶矽層 更包含在該支持構件形成步驟之前 的面上形成防氧化膜的步驟。 14.t申:專她圍第6《7項之微影用防塵細組件的製造方 ’其中， 於該多孔部所露出之 膜組件的製造方法， 仰更包含在該支持構件形成步驟之後， 單晶矽層部份上形成防氧化膜的步驟。 15·如申請專利範圍第13項之微影用防塵薄 其中， 趣氧化膜的形成步驟，係II由堆積由叫（包含χ= Πΐ含χ:产3:4)、Si0N、Sic、Y2〇m ru、 仙的軌之中的至少〗種材料所構成_膜之方式施行之。 17 201039051 16.::請專利範園第15項之微影用防塵薄膜組件的製造方法， 17 笋:法或是氣體集 ^申^利耗圍第6 * 7項之微影用防塵薄膜組件的製造方 更包含在該外框部上設置讓氣體通過之過渡部的步驟。 八、圖式： 18
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