TW201723640A

TW201723640A - Euv光罩無機保護薄膜組件製造方法

Info

Publication number: TW201723640A
Application number: TW104143475A
Authority: TW
Inventors: Ching-Bore Wang
Original assignee: Micro Lithography Inc
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2017-07-01
Also published as: TWI571698B

Abstract

一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，係取一銅箔，該銅箔的邊緣受到一大框體及一小框體的夾持，再將其放入一石英玻璃管中以甲烷進行加熱，使該銅箔表面形成一層石墨稀層，之後再夾出該大、小框體、並於該石墨稀層表面沉積一第一氮化矽層，於該第一氮化矽層表面形成一全氟聚合物層，並於該全氟聚合物層表面經由有機膠體黏著一臨時框體，再藉由一氯化鐵洗劑將該銅箔溶解消失後，並於該石墨稀層另一表面沉積出一第二氮化矽層，再於該第二層氮化矽層的另一表面上，藉由一無機膠體黏著一主框體後，將該臨時框體移除、以一全氟溶劑將該全氟聚合物層移除，則能夠形成為一EUV光罩無機保護薄膜組件。

Description

EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法

本發明是有關一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，特別是一種能夠於一石墨稀層兩個表面分別沉積形成出有一氮化矽層，該氮化矽層能夠用以夾持該石墨稀層、並用以保護該石墨稀層、以增加該石墨稀層的結構強度。

半導體元件的電路圖案是通過使用光罩及曝光技術的微影製程將電路圖案轉印至矽晶圓的表面。光罩的缺陷會造成矽晶圓表面的電路圖案扭曲或變形，已知造成光罩缺陷的原因之一在於光罩的表面受到污染微粒（contamination particles）的污染，使得矽晶圓表面的電路圖案在有污染微粒之處產生了扭曲或變形；

為了維持光罩在使用期間的品質，已知的一種方法是在光罩的表面設置一種光罩保護薄膜組件（pellicle），用以防止污染微粒沈積直接接觸到光罩表面；光罩保護薄膜組件的構造基本上包含透明的一保護薄膜（film）和一框架，保護薄膜提供阻隔外界污染的實體屏障，用於防止來自環境、氣體逸出（outgassing）或其他原因而產生的污染微粒污染光罩的表面。

依據電路圖案的寬度，曝光技術使用的光源的波長也有不同，針對不同波長的曝光光源，保護薄膜必需具有足夠的穿透率（Transmission）以確保微影製程的良率，保護薄膜的穿透率取決於保護薄膜的厚度、抗反射塗佈的類型、保護薄膜的材質對光的吸收度及晶圓曝光機或步進機所使用的光源的波長，硝化纖維素（nitrocellulose）是最初被採用的薄膜材質，而且這類保護薄膜是使用於g-line（436 nm）或i-line（365 nm），另外氟化高分子用於KrF（248nm）或ArF（193nm）的晶圓曝光機或寬頻投射晶圓步進機。隨著電路圖案的細微化，使用波長只有13.5奈米（nanometer, nm）的極紫外光（EUV）作為曝光光源的微影製程開始受到重視並積極地發展相關的技術，然而前述用於製造保護薄膜的硝化纖維素材質會吸收波長小於350nm的光源，而氟化高分子會吸收波長小於190nm，因此不能使用在光源波長低於350nm或190nm的微影製程。

因為矽結晶膜是用於EUV的光，故光吸收係數相對比較低，特別是多結晶矽膜，跟非晶質矽膜或單結晶矽膜比較起來吸收係數更低，故能輕易滿足EUV用防護薄膜所需要的透光率；特別是上述採用矽結晶膜製作用於EUV的防護薄膜，在矽結晶膜成形的技術上仍存在著矽結晶膜成形不易的問題，在已公告的美國專利6,623,893，其中提出了一種以矽材質製作的保護薄膜，該保護薄膜係可採用化學汽相沉積（chemical vapor deposition, CVD）技術形成於同樣用矽材質（如二氧化矽）製成的一屏柵層（barrier layer），再利用刻蝕（etching）製程移除屏柵層的方式而令保護薄膜的中央部份顯露出來，但是這種製程較為複雜。

另外在已公開的中國專利CN 101414118 A揭露了一種由單結晶矽膜製作而成光罩保護薄膜及其製造方法，該方法係透過將SOI基板薄膜化而製成，具體而言是在薄膜化的SOI基板的一主要表面形成單結晶矽的保護膜，再於後續的製程中同樣地以刻蝕的技術移除SOI基板而令單結晶矽的中央部份顯露成為保護膜。

在已公開的台灣專利「EUV用防塵薄膜組件」(公開號201415157)，其中提出了一種能夠減輕入射EUV光的減少，同時具有高強度的EUV用防塵薄膜組件。其中透過一種具有用網格形狀(例如蜂窩結構)的輔助結構加固的EUV透過膜（為一種矽晶膜）的EUV用防塵薄膜組件，但是該輔助結構與矽晶膜如果沒有牢固地貼緊，在曝光的過程中會造成輔助結構與矽晶膜的分離，進而造成矽晶膜的破損。

不論使用於何種曝光光源的光罩保護薄膜組件，其中保護薄膜的材質必須具備適當的均勻度、機械強度、穿透度、及潔淨度來承受不斷將光罩圖案曝光至晶圓上的微影製程，以及克服儲存和運送過程污染或是損壞光罩保護薄膜的問題；另外在已核准公告的台灣發明專利TW I398723「防護薄膜組件及其製造方法」，提出了一種以矽單結晶膜作為防護薄膜的防護薄膜組件，其中包含在防護薄膜的至少一面形成一無機保護膜，但由於該無機保護膜容易會因為移動時產生破裂，因此如何避免此一情況發生，將是本發明之重點。

因此，若能夠於一無機保護膜（石墨稀層）兩個表面分別沉積形成出有一氮化矽層，該氮化矽層能夠用以夾持該石墨稀層、並用以保護該石墨稀層、以增加該石墨稀層的結構強度，因此能夠避免移動時該石墨稀層產生破裂，故本發明應為一最佳解決方案。

本發明係關於一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，係能夠於一石墨稀層兩個表面分別沉積形成出有一氮化矽層，該氮化矽層能夠用以夾持該石墨稀層、並用以保護該石墨稀層、以增加該石墨稀層的結構強度。

一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其方法為：取一具有平整表面的銅箔，並將銅箔覆蓋於一小框體的頂面，該銅箔表面面積大於小框體的頂面，並將一大框體套入該小框體的外表面，使銅箔的邊緣受到大、小框體的夾持；將夾持有銅箔的大小框體放置在一底座上，並放入一石英玻璃管中加熱至1000°C以上並通以甲烷，使銅箔表面形成一層石墨稀層；取出夾持有銅箔及石墨稀層之大、小框體，並於該石墨稀層表面經由一化學氣相沉積法沉積一第一氮化矽層；於該第一氮化矽層表面利用旋轉塗佈或噴塗方法形成一全氟聚合物層；於該全氟聚合物層表面經由有機膠體黏著一臨時框體；藉由一氯化鐵洗劑將該銅箔溶洗，以使該銅箔受到溶解消失；於該石墨稀層另一表面經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，用以使該石墨稀層受到該第一氮化矽層及該第二氮化矽層夾持；於該第二層氮化矽層的另一表面上，藉由一無機膠體黏著一主框體；將該臨時框體移除，同時以一全氟溶劑將該全氟聚合物層移除，以形成為一EUV光罩無機保護薄膜組件。

更具體的說，所述第一氮化矽層用以支撐石墨稀層，避免該石墨稀層因移動時而產生破裂。

更具體的說，所述藉由該氯化鐵洗劑將該銅箔溶洗時，由於該全氟聚合物層及石墨稀層皆為高分子材料，所以不會受到氯化鐵洗劑的侵蝕，用以保護該第一氮化矽層不會受到溶解消失。

更具體的說，所述第一氮化矽層及該第二氮化矽層夾持該石墨稀層，用以保護石墨稀層，並同時增加該石墨稀層的結構強度。

更具體的說，所述EUV光罩無機保護薄膜組件在使用波長13.5nm的極紫外光照射下，於該石墨稀層的厚度為8nm的情況下，該第一氮化矽層之厚度為5nm，而該第二氮化矽層之厚度為5nm，其光穿透率為90%。

更具體的說，所述EUV光罩無機保護薄膜組件在使用波長13.5nm的極紫外光照射下，於該石墨稀層的厚度為25nm的情況下，該第一氮化矽層之厚度為5nm，而該第二氮化矽層之厚度為5nm，其光穿透率為80%。

更具體的說，所述第一氮化矽層及第二氮化矽層能夠取代為一第一釕金屬層及一第二釕金屬層，該第一釕金屬及第二釕金屬的厚度為5nm。

有關於本發明其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請參閱第1圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之解碼辨識流程示意圖，由圖中可知，其方法為：取一具有平整表面的銅箔，並將銅箔覆蓋於一小框體的頂面，該銅箔表面面積大於小框體的頂面，並將一大框體套入該小框體的外表面，使銅箔的邊緣受到大、小框體的夾持101；將夾持有銅箔的大小框體放置在一底座上，並放入一石英玻璃管中加熱至1000°C以上並通以甲烷，使銅箔表面形成一層石墨稀層102；取出夾持有銅箔及石墨稀層之大、小框體，並於該石墨稀層表面經由一化學氣相沉積法沉積一第一氮化矽層103；於該第一氮化矽層表面利用旋轉塗佈或噴塗方法形成一全氟聚合物層104；於該全氟聚合物層表面經由有機膠體黏著一臨時框體105；藉由一氯化鐵洗劑將該銅箔溶洗，以使該銅箔受到溶解消失106；於該石墨稀層另一表面經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，用以使該石墨稀層受到該第一氮化矽層及該第二氮化矽層夾持107；於該第二層氮化矽層的另一表面上，藉由一無機膠體黏著一主框體108；將該臨時框體移除，同時以一全氟溶劑將該全氟聚合物層移除，以形成為一EUV光罩無機保護薄膜組件109。

請參閱第2A、2B圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之銅箔設置示意圖，由圖中可知，先取一具有平整表面的銅箔1，並將該銅箔1覆蓋於一小框體2的頂面，該銅箔1表面面積大於小框體2的頂面，之後再將一大框體3套入該小框體2的外表面，使該銅箔1的邊緣受到大框體3、小框體2的夾持；

請參閱第3圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之石墨稀層形成示意圖，由圖中可知，之後將上述夾持有銅箔1的大框體3、小框體2放置在一底座4上，並放入一石英玻璃管5中加熱至1000℃以上並通以甲烷，使該銅箔1表面形成一層石墨稀層11（Graphene）；

請參閱第4~5圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之第一氮化矽層沉積示意圖及全氟聚合物層形成示意圖，由圖中可知，其中能夠先取出夾持有銅箔1及石墨稀層11上之大框體3、小框體2，並於石墨稀層11表面經由化學氣相沉積法（CVD）沉積第一氮化矽層12，用以支撐石墨稀層，避免石墨稀層因移動時而產生破裂(參第 2圖)；之後，再於第一氮化矽層12表面利用旋轉塗佈（spin coating）、噴塗（spray coating）方法形成一全氟聚合物層13（perfluoro polymer），之後，如第4圖所示，於該全氟聚合物層13表面經由一有機膠體黏著一臨時框體6，之後，如第5圖所示，再將大框體3、小框體2與該銅箔1及石墨稀層11分離；

請參閱第6圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之銅箔溶解後示意圖及臨時框體設置示意圖，由圖中可知，能夠藉由一氯化鐵洗劑將該銅箔1溶洗，使銅箔1溶解消失，由於該全氟聚合物層13及石墨稀層11皆為高分子材料，所以不會受到氯化鐵洗劑的侵蝕，用以保護該第一氮化矽層12；

請參閱第7~8圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之第二氮化矽層沉積示意圖及主框體設置示意圖，由圖中可知，於該石墨稀層11另一表面經由化學氣相沉積法（CVD）沉積一第二氮化矽層14，使該石墨稀層11受到第一氮化矽層12及第二氮化矽層14夾持，用以保護該石墨稀層11、同時增加該石墨稀層11的結構強度，之後，如第8圖所示，再於該第二層氮化矽層14的另一表面經由無機膠體黏著一主框體7；

請參閱第9圖，為本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之移除臨時框體及全氟聚合物層的示意圖，由圖中可知，能夠將該臨時框體6移除後，再以一全氟溶劑將該全氟聚合物層13移除，以形成為一EUV光罩無機保護薄膜組件。

而透過上述製造步驟後所形成之EUV光罩無機保護薄膜組件，在使用波長13.5nm的極紫外光（EUV）照射下，該石墨稀層11的厚度為8nm，該第一氮化矽層及第二氮化矽層之厚度為5nm，其光穿透率為90%。

另外若是該石墨稀層11的厚度為25nm，在使用波長13.5nm的極紫外光（EUV）照射下該第一氮化矽層及第二氮化矽層之厚度為5nm，其光穿透率則是為80%。

本發明所提供之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，與其他習用技術相互比較時，其優點如下：本發明能夠於一無機保護膜（石墨稀層）兩個表面分別沉積形成出有一氮化矽層，該氮化矽層能夠用以夾持該石墨稀層、並用以保護該石墨稀層、以增加該石墨稀層的結構強度，因此能夠避免移動時該石墨稀層產生破裂。

本發明已透過上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此一技術領域具有通常知識者，在瞭解本發明前述的技術特徵及實施例，並在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之請求項所界定者為準。

1‧‧‧銅箔
11‧‧‧石墨稀層
12‧‧‧第一氮化矽層
13‧‧‧全氟聚合物層
14‧‧‧第二氮化矽層
2‧‧‧小框體
3‧‧‧大框體
4‧‧‧底座
5‧‧‧石英玻璃管
6‧‧‧臨時框體
7‧‧‧主框體

[第1圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之流程示意圖。 [第2A圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之銅箔設置示意圖。 [第2B圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之銅箔設置示意圖。 [第3圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之石墨稀層及形成示意圖。 [第4圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之第一氮化矽層沉積示意及設置一臨時框體示意圖。 [第5圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之全氟聚合物層形成示意圖。 [第6圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之銅箔溶解後示意圖。 [第7圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之第二氮化矽層沉積示意圖。 [第8圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之主框體設置示意圖。 [第9圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之移除臨時框體及全氟聚合物層的示意圖。

Claims

一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其方法為：取一具有平整表面的銅箔，並將銅箔覆蓋於一小框體的頂面，該銅箔表面面積大於小框體的頂面，並將一大框體套入該小框體的外表面，使銅箔的邊緣受到大、小框體的夾持；將夾持有銅箔的大小框體放置在一底座上，並放入一石英玻璃管中加熱至一設定溫度值後通以甲烷，使銅箔表面形成一層石墨稀層；取出夾持有銅箔及石墨稀層之大、小框體，並於該石墨稀層表面經由一化學氣相沉積法沉積一第一氮化矽層；於該第一氮化矽層表面利用旋轉塗佈或噴塗方法形成一全氟聚合物層；於該全氟聚合物層表面經由有機膠體黏著一臨時框體；藉由一氯化鐵洗劑將該銅箔溶洗，以使該銅箔受到溶解消失；於該石墨稀層另一表面經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，用以使該石墨稀層受到該第一氮化矽層及該第二氮化矽層夾持；於該第二層氮化矽層的另一表面上，藉由一無機膠體黏著一主框體；將該臨時框體移除，同時以一全氟溶劑將該全氟聚合物層移除，以形成為一EUV光罩無機保護薄膜組件。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中石英玻璃管之加熱溫度為1000℃以上。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該第一氮化矽層用以支撐石墨稀層，避免該石墨稀層因移動時而產生破裂。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中藉由該氯化鐵洗劑將該銅箔溶洗時，由於該全氟聚合物層及石墨稀層皆為高分子材料，所以不會受到氯化鐵洗劑的侵蝕，用以保護該第一氮化矽層不會受到溶解消失。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該第一氮化矽層及該第二氮化矽層夾持該石墨稀層，用以保護石墨稀層，並同時增加該石墨稀層的結構強度。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該EUV光罩無機保護薄膜組件在使用波長13.5nm的極紫外光照射下，在該石墨稀層的厚度為8nm，該第一氮化矽層之厚度為5nm，該第二氮化矽層之厚度為5nm的條件下，其光穿透率為90%。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該EUV光罩無機保護薄膜組件在使用波長13.5nm的極紫外光照射下，於該石墨稀層的厚度為25nm，該第一氮化矽層之厚度為5nm，該第二氮化矽層之厚度為5nm的條件下，其光穿透率為80%。
如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該第一氮化矽層及第二氮化矽層能夠取代為一第一釕金屬層及一第二釕金屬層。
如請求項8所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該第一釕金屬層及一第二釕金屬層的厚度皆為5nm。