TW201243491A - A pellicle film and a pellicle for EUV application, and a method for manufacturing the film - Google Patents

Description

201243491 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種EUV (極紫外線，Extreme忉加 Violet)用防塵薄膜組件，特別關於一種不經由有機物等， 將作域過膜的膜厚均勻的單晶销和獅結構牢固地結 合而形成的EUV用防塵薄膜及其製造方法。 【先前技術】 隨著半導體器件的尚度集成化和微型化，目前45nm 左右的圖案也正在被商業化。對於該駭，應用傳統的用 f分子雷射技術的改良技術、即用ArF的浸泡法或雙曝光 等的技術就可應付。但是對於下一代更為微型化的32nm 以下的圖案’目前’採用準分子雷射的曝光技術則難以應 付’使用將比準分子f射更織長的13 5nm作為主波長 的EUV光的EUV曝光技術越來越受到吾人的重視。 關於該EUV曝光技術的商業化，已經有了顯著的進 展，但關於光源、抗蝕劑、防塵薄膜組件等，還留下了許 多亟待解決的技術性課題。例如，在提高產品合格率、防 止異物向光掩膜上附著的防塵用的防塵薄膜組件等方面， 依然存在著各種必須解決關題，成為EUV用防塵薄膜 組件製造方面的較大障礙。 、 s a在這樣的未解決的問題中，具體來講，作為較大的問 通疋（1)開發對EUV光具有高透過性並且化學性質穩 定的材料’以及⑴在無鬆動且恒張力下保持超薄膜的透 過膜。這些之中特別成為問題的是，不僅EUV光的透過 4 201243491 率高而且隨著時間的推移不會因氧化等變化的，適合作為 化學性質穩定的防塵薄膜組件的透過膜的材料開發依然尚 未完成。 用於傳統防塵薄膜的有機材料對EUV波長不透明， 存在著不透光且會分解會老化的問題。盡管對該波長帶具 有完全透明性的材料不存在，但矽作為相對透明的材料被 吾人關註’在文獻等中也有介紹（非專利文獻1和2)。 現有技術文獻 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 SPIE Vol.6151 615104-1 (2006) 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，， 但是，非專利文獻l中所用的矽，是由濺鍍等的方法 堆積而成的，所以必然形成為非晶態，在EUV區域的光 吸收會變高。另外，在非專利文獻2中所用的矽的情況下， 「是藉由化學氣相沈積法或低溫生長技術那樣的半導體製 造技術，來生長或者堆積在···上。」（“Can be grown or deposited on ... by semiconductor fabrication techniques, such as, chemical Vapor deposition ( CVD ) low temperature (LT ) growth techniques, etc.”），根據以上記載的内容所 5 201243491 理解的那樣，其前提是矽層由CVD等的方法堆積而成。 因此，在此情況下，矽也是非晶態或多晶，在EUV區域 的光吸收較大。 另外，在所貼附的矽膜上，優選施加有一定的拉伸應 力，但如果施加的應力過大，則將導致破損，因此貼附^ 膜時的溫度優選為室溫或者比室溫稍高一些的溫度。然 而，在採用了濺鍍或CVD等的現有方法的情況下，會產 生給矽膜帶來過強應力的缺陷。另外，任意一種的膜質也 會與單砂的情形不同，密度低且不緻密，因此這樣的透 過膜由於低密度的非晶態部分或粒界的原因會使Ευν光 的吸收變大，其透過率與單晶相比會有所下降。並且，由 於化學性質也不敎所以容易氧化，隨著時間的推移 光的透過率會有所下降，無法滿足實用的要求。 為此’透過膜希望由單晶石夕膜來構成，且從透過率的 均句性的角度來看’該單晶補在防簡顺件前面具有 =的膜厚就很重要。另外，在Euv用防塵薄膜组件中 還有-個重要點是，即使是上述單晶频，可以預 許的膜厚捕為數1Gnm〜觸nm的範圍。因此^ 由防塵薄敵件整體來麟是_的。還有，鹿^ 置有尺寸為數刪哗左右的辅助結構（例如蜂窩 二構）’有必要對薄的賴加以支持（上述非專利 助結構遠離EUV曝光時的焦點，因此不會在晶 但是，如果該辅助結構（蜂窩）與石夕膜沒有牢固地貼 6 201243491 -----Γΐΐ 可二光過程中輔助結構與膜之間會分離，其結果

是的破損’因此膜與辅助結構牢固地貼緊似乎 疋極其重要的。“，由於EUV 【發明内容】 發明要解決的課題 塵薄^此:明的第—目的在於’提供—種euv用防 站’由有機物等而將膜厚均勻的單晶石夕膜盥輔 助結構牢固地結合而形成。π早日日羯”稀 本^的第二目的在於，提供_種跡用防膜 組件’其具有膜厚均勻的單晶賴作為防塵薄膜。、 放由=而’本發明的第三目的在於’提供一種防塵薄膜組 有機物造方法防塵薄獏組件用透過膜不經由 、料自的單晶賴與獅結射©地結合 向形成。 切實二實=目的，本發明人在以下幾個方面進行了 ⑵對^HbU)用早㈣使防塵薄膜厚度均勻，以及 (2)對脆弱而極_防㈣膜料機械性 現，藉由將單晶石夕⑽，Sll職〇ηΙ_〇Γ，絕緣 晶）基板作為起始原料，將s〇I層（單晶 ^ 使SCH基板本來具有的裝載基板製 構，從而貫現上述目的，完成了本發明。 助、- 解決課題的手段

201243491 L 即.本發明提供_獅麟膜，是由厚度為施瓜〜 的^石讀膜以及強化該__助結構構成的防塵 #从s/、特徵在於上述單晶矽薄膜和輔助結構藉由矽氧 =層田被牢固地結合，還提供-種採用了該防塵薄膜的 UV用防塵_組件，以及提供—種該防塵薄膜的製造方 法。 ，據本發明，魏化物層的厚度優選為施心㈣， :、製造之際，被稱之為埋人氧化物（Buried oxide，BOX) ^的魏化制魏使祕料2Gnm〜_的單晶石夕晶 發明效果 ^發明的EUV用防㈣聽件，由於將具有均句厚 又的早晶料作為防塵薄膜，因此在EUV區域的波 非！出色，不僅如此，由於具有輔助結構，因此 的強度。另外，由於將單晶石夕晶圓作為原 枓，因此產率好，易於製造。 【實施方式】 本發明的防塵薄膜為具有辅助結構的單晶石夕層，該輔 ，結構與早晶㈣之間由於介入有魏化物層，因此在存 在輔助結構（例如蜂窩結構）的部分，形成為單晶石夕層、 =氧化物層，及_結_三層結構，而錢助結構的部 刀則形成為早晶碎層的單層（參照圖1 )。 上述單晶石夕層的厚度，從為了用作防塵薄膜組件的光 透過率以及機械性強度等觀點來看，有必要為20nm〜 8

201243491 —--/I Ιμηι。發氧化物層的厚度如後述的那樣，與防塵薄膜製造 時的合格率相關’.同樣優選為20nm〜1μιη。另外，上2三 層的相鄰層之間，有必要分別牢固地結合。從這些觀點來 看’在本發明中，優選將單晶矽基板（以下稱so;[基板） 作為原料制。所述單晶♦基板是在支持基板（裝載基板) 上配置了矽晶圓的單晶矽基板。而所述矽晶圓是在單晶矽 層正下方具有被稱之A B0X (Buried oxide)層的石夕氧化 物層的矽晶圓。 即.藉由將適當地選擇出的’石夕晶圓貼合於裝載基板 上的SOI基板作為起始原料，㈣將均勻的單晶賴與輔 助結構（例如蜂窩）牢固地結合⑽！晶_特徵在ς將 被稱之為BOX (Buried oxide)層的氧化膜層配置在單晶 石夕層正下方，但為了作為EUV ^^塵薄膜組件使用，Β〇χ 層的厚度如上述那樣，有必要為合適的厚度。 另外，在將SOI基板作為原料使用時，可以將具有矽 晶圓的支持基板（裝載基板）作為辅助結構。，例如藉 由侧’可以將裝載基板製成例如蜂窩狀。此時，由於上 述BOX層作為|靖終止層發揮作用，因此完成後的防塵 薄膜組件，實質上直接就具有所錢 ? ^ ^ ^ ^ B OX . ,b , 4T( HP } 等除去即可（參照圖i)。 知到的防塵薄膜’原本就是由單晶石夕層、石夕氧化物層 以及支持基板H體形成的單體的⑽基板，所以石夕 膜與獅結構（例如蜂窩結構）經由石夕氧化物層而牢固地 201243491 結合，能夠實現—體結構。 得到的本發明的防塵薄臈的特徵在於，在單晶矽 产助結構之間具有石夕氧化物層，而在光透過的部分 於闽Γ木氧化膜。完成後的防塵薄膜的光學顯微鏡照月示 1上：用該防塵薄膜按照公知的方法製作出的防塵薄 、·且牛，疋本發明的Ευν用防塵薄膜組件。 接著，對本發明的防塵薄膜的製造方法加以說明。 在本發明中，採用S0I (silic0n0nInsul—基板作 眉ί?基板。該基板為典型的直徑20〇mm的SOI基板， H質上為輔助結構(蜂寫）的高度，所以優選採用預 ^基板的厚度變薄了的⑽基板。當然也可以在貼合了 裒載基板之後，採用姓刻等現有方法來變薄。 藉由乾式侧法將蜂寫結構建於上述那樣的薄的基板 。此時，裝載基板形成為蜂窩結構。接著，用HF除去 =存的BOX膜，使透賴露出而製作本發明的防塵薄膜。 蜂高結構與單晶♦薄獻間的魏域得 來（參照圖1)。 在該防塵薄膜製作步驟中成為問題的是上述Β〇χ 。如果Β〇Χ膜過於厚的話，不僅用HF來除去時會 =費更多時間，而且在此過程中，HF會浸透到單晶= =离之間的丽中，將導致單轉_鱗_分、 ，反，如果BOX膜過於薄的話，會出現不能發揮 ，蝕刻的蝕刻終止層的作用的問題。關於這一點萨 c 實驗的結果，確認了 BOX厚度的合適的範圍是^^ 20124349 lr Ιμιη ° 下面’藉由實施例對本發明作進一步詳細說明，但本 發明不受其限定。再有，各層的厚度是藉由光學干涉型的 膜厚測定裝置而測得的。 實施例1 將SOI ( Silicon On Insulator)基板作為原料基板來使 用。所述SOI基板實質上是將ΐ〇〇ηιη的厚度的c〇p( Crystal Originated particle :空孔缺陷）等結晶缺陷少的矽單晶 (Nearly Perfect Crystal : OTC)薄膜，經由 150nm 的熱氧 化物膜（Si〇2)黏貼在直徑2〇〇mm、厚度725μιη的矽基板 的裝載基板上而形成的基板。 首先’將上述SOI基板的裝載基板薄膜化至3〇〇μπΐ2 後，在裝載基板側，藉由光刻來圖案化網狀結構，藉由乾 式蝕刻來建網狀結構。接著用HF處理，除去3似氧化膜， 製得防塵薄膜（參照圖1)。 實施例2 將SOI (Silicon On Insulator)基板作為原料基板來使 用。所述SOI基板實質上是將i〇〇nm的厚度的cop等結 晶缺陷少的石夕單晶（Nearly Perfect Crystal : NPC )薄膜， 經由10nm的熱氧化物膜（&〇2)黏貼在直徑2〇〇mm、厚 度725μιη的矽基板的裝載基板上而形成的基板。 將上述soi基板的裝载基板薄膜化至30μιη。在裝載 基板側，藉由光刻來圖案化網狀結構，藉由乾式蝕刻來建 網狀結構。接著用HF處理，除去Β〇χ氧化膜，製得防塵 201243491. 薄膜。 實施例3 將SOI (Silicon 〇nInsulator)基板作為原料基板來使 用。所述SOI基板實質上是將l〇〇nm厚度的c〇p等結晶 缺陷少的矽單晶（Nearly Perfect Crystal: NPC)薄膜，經 由Ιμπι的熱氧化物膜（Si〇2)黏貼在直徑2〇〇mm、厚度 725μιη的矽基板的裝載基板上而形成的基板。 在裝載基板側，藉由光刻來圖案化網狀結構，藉由乾 式蝕刻來内建網狀結構。接著用HF處理，除去Βοχ氧化 膜，製得防塵薄膜。 比較例1 將SOI (Silicon On Insulator)基板作為原料基板來使 用。所述SOI基板實質上是將i〇〇nm的厚度cQp等結晶 缺陷少的石夕單晶（Nearly Perfect Crystal: NPC)薄膜，經 由10nm的熱氧化物膜（Si〇2)黏貼在直徑2〇〇mm、厚度 725μπι的矽基板的裝載基板上而形成的基板。 將上述SOI基板的裝載基板薄膜化至2〇gm。在襄載 基板側，藉由光刻來圖案化網狀結構，藉由乾式蝕刻來建 網狀結構’但在一部分BOX被完全蝕刻，在這一部分單 晶石夕膜也因蝕刻而消失。 比較例2 將SOI (Silicon On Insulator)基板作為原料基板來使 用。所述SOI基板實質上是將lOOnm的厚度的c〇p等社 晶缺陷少的石夕單晶（Nearly Perfect Crystal: NPC)薄膜， 12 201243491 經由1.2μηι的熱氧化物膜（si〇2)黏貼在直徑2〇〇mm、厚 度725μιη的矽基板的裝載基板上的基板。 在裝載基板侧’藉由光刻來圖案化網狀結構，藉由乾 式蝕刻來建網狀結構，蝕刻之後用HF處理來除去Β〇χ氧 化膜’但單晶矽膜和蜂窩間的Βοχ被蝕刻，可零星看到 雙方分離了的部位。 7 屋業上的可利用性 本發明的EUV用防塵薄膜組件，由於能夠對應於今 後將越來越糾吾人重視的Euv曝紐術，該曝 技術使用將比準分子雷射更短波長的、135 的EUV光，因此在產業上非常有用。 下马主波長 【圖式簡單說明】 圖 圖 1表示製造本發明的防㈣_步_說明圖。 2為用光學顯微鏡觀察到的本發明的防塵薄膜的

【主要元件符號說明】 2 3 4 早晶碎層 矽氧化物層 裝载基板 钮刻掩模 防塵薄膜表面 13

Claims (1)

1. 201243491 七、申請專利範圍： 1. 種防塵薄膜’是由厚度為施瓜〜的單晶石夕 膜以及強，的輔助結構構成的防塵薄膜其特徵在 於.上述單晶⑦軸和獅結_由魏化物層被牢固地 結合。 2. 如申睛專利範圍第i項所述的防塵薄膜其中 石夕氧化物層的厚度為2〇ηιη〜1μιη。 3. -種EUV用防塵薄膜組件，其特徵在於：具有申請 專利範圍第1項或第2項所述的防塵薄膜。 4. 一種中請專利範圍第1項所述的防塵薄膜的製造方 法，其特徵在於： 含有將輔助結構用圖案設置在單晶矽（s〇I)基板的 矽支持基板表面後，進行乾式蝕刻直到矽氧化物膜露出為 止，接著除去露出的石夕氧化物層的步驟，所述S〇i基板由 f晶矽層、矽氧化物層以及上述矽支持基板構成，且上述 單晶矽層以及矽氧化物層的厚度分別為20nm〜Ιμπι，而上 述石夕支持基板的厚度為3〇μιη〜300μπι。 5. 如申請專利範圍第4項所述的防塵薄膜的製造方 法’其中上述除去矽氧化物層的步驟是採用了氫氟酸處理 步驟。 14