TW201823833A - Euv光罩無機保護薄膜組件製造方法 - Google Patents

Abstract

一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，係藉由超音波噴塗於一有機膜的表面上均勻形成一奈米碳管層，再於該奈米碳管層表面經由一化學氣相沉積法沉積出一第一氮化矽層，之後於該第一氮化矽層表面經由一無機膠體黏著一主框體，並使用一洗劑將該有機膜溶洗，以使該有機膜受到移除，最後，於該奈米碳管層的另一表面上，再經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，以形成為一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，特別是一種能夠沉積形成出兩個氮化矽層來夾持住該奈米碳管層，用以能夠保護該奈米碳管層、並增加該奈米碳管層的結構強度。

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，若能夠於一保護膜（奈米碳管層）兩個表面皆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奈米碳管層，而該氮化矽層能夠用以保護該奈米碳管層、以增加該奈米碳管層的結構強度，因此能夠避免移動時該奈米碳管層產生破裂，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，係能夠於一奈米碳管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奈米碳管層，而該氮化矽層能夠用以保護該奈米碳管層、以增加該奈米碳管層的結構強度。

一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其方法為： (1) 藉由超音波噴塗於一有機膜的表面上均勻形成一奈米碳管層，再於該奈米碳管層表面經由一化學氣相沉積法沉積出一第一氮化矽層； (2) 於該第一氮化矽層表面經由一無機膠體黏著一主框體； (3) 再使用一洗劑將該有機膜溶洗，以使該有機膜受到移除；以及 (4) 最後，於該奈米碳管層的另一表面上，再經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，以形成為一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該奈米碳管層，避免該奈米碳管層因移動時而產生破裂。

更具體的說，其中該有機膜係為全氟聚合物、硝酸纖維素或是由全氟聚合物層及硝酸纖維素層所形成二層或是三層結構。

更具體的說，所述有機膜係為全氟聚合物時，必須透過一全氟溶劑將該全氟聚合物形成的有機膜移除，其中該全氟溶劑係選自全氟化合物、三全氟丁烷氨或三全氟丙烷氨其中之一。

更具體的說，所述有機膜係為硝酸纖維素時，必須透過一洗劑將該硝酸纖維素形成的有機膜移除，其中該洗劑係選自丙酮、乙酸乙酯其中之一。

更具體的說，該全氟溶劑是由全氟聚合物層及硝酸纖維素層所形成二層或是三層結構時，係藉由一全氟溶劑將全氟聚合物層移除，並透過一洗劑將該硝酸纖維素移除，其中該全氟溶劑係選自全氟化合物、三全氟丁烷氨、三全氟丙烷氨其中之一；該洗劑係選自丙酮、乙酸乙酯其中之一。

更具體的說，所述第一氮化矽層及該第二氮化矽層夾持該奈米碳管層，用以保護奈米碳管層，並同時增加該奈米碳管層的結構強度。

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，在該奈米碳管層的厚度為20~50nm，該第一氮化矽層之厚度為5~20nm，該第二氮化矽層之厚度為5~20nm的條件下，其光穿透率為70%。

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第一釕金屬層及第二釕金屬層或是第一鉬金屬層及第二鉬金屬層。

更具體的說，所述第一釕金屬層及第二釕金屬層的厚度為5~20nm。

更具體的說，所述第一鉬金屬層及第二鉬金屬層的厚度5~20為nm。

更具體的說，所述無機膠體係為水玻璃。

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流程示意圖，由圖中可知，其方法為： (1) 藉由超音波噴塗於一有機膜的表面上均勻形成一奈米碳管層，再於該奈米碳管層表面經由一化學氣相沉積法沉積出一第一氮化矽層101； (2) 於該第一氮化矽層表面經由一無機膠體黏著一主框體102； (3) 再使用一洗劑將該有機膜溶洗，以使該有機膜受到移除103；以及 (4) 最後，於該奈米碳管層的另一表面上，再經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，以形成為一光罩無機保護薄膜組件104。

於製備前必須先準備一有機膜1，其中該有機膜1係能夠為全氟聚合物、硝酸纖維素或全氟聚合物及硝酸纖維素混合所形成，之後如第2A圖所示，再透過一超音波噴塗設備2利用超音波震盪技術將奈米碳管塗料高度細化，再透過霧化顆粒均勻堆積在該有機膜1表面上形成該奈米碳管層3；

之後，如第2B圖所示，於奈米碳管層3另一表面上經由化學氣相沉積法（CVD）沉積出第一氮化矽層4，再如第2C圖所示，於該第一氮化矽層4表面上經由一無機膠體41黏著一主框體5，其中該無機膠體41的種類為水玻璃；

再依據該有機膜1的種類，如第2D圖所示，使用不同的洗劑將該有機膜1溶洗，以使該有機膜1受到移除，而不同的洗劑為： (1) 其中該有機膜1為全氟聚合物所形成時，必須透過一全氟溶劑將該全氟聚合物形成的有機膜1移除，其中該全氟溶劑係為全氟化合物、三全氟丁烷氨或三全氟丙烷氨； (2) 其中該有機膜1為硝酸纖維素時，必須透過一洗劑將該硝酸纖維素形成的有機膜1移除，其中該洗劑係為丙酮、乙酸乙酯； (3) 其中該有機膜1係為全氟聚合物及硝酸纖維素混合時，必須透過一洗劑將該全氟聚合物及硝酸纖維素混合形成的有機膜1移除其中該洗劑係為全氟化合物、三全氟丁烷氨、三全氟丙烷氨、丙酮、乙酸乙酯。

最後，如第2E圖所示，於該奈米碳管層3的另一表面上，再經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層6，其中該第一氮化矽層4及該第二氮化矽層6係能夠夾持住該奈米碳管層3，用以進行保護該奈米碳管層3，並同時增加該奈米碳管層3的結構強度。

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的極紫外光照射下，在該奈米碳管層的厚度為20~50nm，該第一氮化矽層之厚度為5~20nm，該第二氮化矽層之厚度為5~20nm的條件下，其光穿透率為70%。

另外，該第一氮化矽層4及第二氮化矽層6能夠取代為釕金屬（Ru）材料層（第一釕金屬層及第二釕金屬層，其中該第一釕金屬層及第二釕金屬層的厚度為5~20nm），其光穿透率為60~70%。

另外，該第一氮化矽層4及第二氮化矽層6能夠取代為鉬金屬（Mo）材料層（第一鉬金屬層及第二鉬金屬層，其中該第一鉬金屬層及第二鉬金屬層的厚度為5~20nm），其光穿透率為60~70%。

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（奈米碳管層）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奈米碳管層，而該氮化矽層能夠用以保護該奈米碳管層、以增加該奈米碳管層的結構強度，因此能夠避免移動時該奈米碳管層產生破裂。

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‧‧‧有機膜

2‧‧‧超音波噴塗設備

3‧‧‧奈米碳管層

4‧‧‧第一氮化矽層

41‧‧‧無機膠體

5‧‧‧主框體

6‧‧‧第二氮化矽層

[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製備結構形成示意圖。 [第2B圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之製備結構形成示意圖。 [第2C圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之製備結構形成示意圖。 [第2D圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之製備結構形成示意圖。 [第2E圖]係本發明EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法之製備結構形成示意圖。

Claims (10)

1. 一種EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其方法為： 藉由超音波噴塗於一有機膜的表面上均勻形成一奈米碳管層，再於該奈米碳管層表面經由一化學氣相沉積法沉積出一第一氮化矽層； 於該第一氮化矽層表面經由一無機膠體黏著一主框體； 再使用一洗劑將該有機膜溶洗，以使該有機膜受到移除；以及 最後，於該奈米碳管層的另一表面上，再經由化學氣相沉積法沉積出一第二氮化矽層，以形成為一光罩無機保護薄膜組件。
2. 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該奈米碳管層，避免該奈米碳管層因移動時而產生破裂。
3. 如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該有機膜係為全氟聚合物、硝酸纖維素或是由全氟聚合物層及硝酸纖維素層所形成二層或是三層結構。
4. 如請求項3所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該有機膜係為全氟聚合物時，必須透過一全氟溶劑將該全氟聚合物形成的有機膜移除，其中該全氟溶劑係選自全氟化合物、三全氟丁烷氨或三全氟丙烷氨其中之一。
5. 如請求項3所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該有機膜係為硝酸纖維素時，必須透過一洗劑將該硝酸纖維素形成的有機膜移除，其中該洗劑係選自為丙酮、乙酸乙酯其中之一。
6. 如請求項3所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該有機膜是由全氟聚合物層及硝酸纖維素層所形成二層或是三層結構時，係藉由一全氟溶劑將全氟聚合物層移除，並透過一洗劑將該硝酸纖維素移除，其中該全氟溶劑係選自全氟化合物、三全氟丁烷氨、三全氟丙烷氨其中之一；該洗劑係選自丙酮、乙酸乙酯其中之一。
7. 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奈米碳管層，用以保護奈米碳管層，並同時增加該奈米碳管層的結構強度。
8. 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，在該奈米碳管層的厚度為20~50nm，該第一氮化矽層之厚度為5~20nm，該第二氮化矽層之厚度為5~20nm的條件下，其光穿透率為70%。
9. 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以厚度為5~20nm，光穿透率為60~70%的第一釕金屬層及第二釕金屬層取代或是厚度為5~20nm，光穿透率為60~70%的第一鉬金屬層及第二鉬金屬層取代。
10. 如請求項1所述之EUV光罩無機保護薄膜組件製造方法，其中該無機膠體係為水玻璃。