TWI497194B - Euv用防塵薄膜組件 - Google Patents
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Description
本發明是有關於涉及EUV(Extreme Ultra Violet)用防塵薄膜組件,特別是有關於可以在盡量對入射的EUV光的減少進行抑制的同時,具有高強度的EUV用防塵薄膜組件。
隨著半導體裝置的高度集成化、微細化的進展,現在45nm左右的圖案成形(patterning)也正在實用化。對於該圖案成形,可應用以往的用於準分子光技術的改良技術,即可以用ArF的液浸法以及二重曝光等的技術。但是,對於下一代的進一步微細化的32nm以下的圖案成形,使用準分子光的曝光技術就變得難以應對。由此,使用與準分子光相比有極短波長、以13.5nm為主波長的EUV光的EUV曝光技術就變為必然的選擇。
該EUV曝光技術的實用化,雖然已經看到進展,但是有關光源、抗蝕劑、防塵薄膜組件等,要解決的技術的課題很多。例如,有關影響製造效率的降低的、防止在光掩模(photo mask)上的異物的附著的防塵用的防塵薄膜組件,還有各種要解決的問題,這些問題成為EUV用防塵薄膜組件實用上巨大的障礙。
特別成為問題的是,不僅EUV光的透過率要高,還要沒有氧化等造成的隨時間的變化,故適用於防塵薄膜組件的化學安定的透過膜的材料開發還沒有頭緒。
以往的EUV用防塵薄膜的材料有種種問題,特別是有機材料不透EUV光,具有分解劣化的問題。雖然對EUV光的波長帶具有完全的透明性的材料還不存在,但是作為比較透明的材料,揭示有矽製的薄膜(專利文獻1,非專利文獻1)。
這些矽製的薄膜從EUV光的衰減少的觀點來看越薄越好。但是,這些矽製的薄膜由厚度20nm的矽和15nm的銣構成等,為奈米級的極薄膜,其非常脆,單獨作為EUV用防塵薄膜組件使用是不可能的。
由此,有人建議,於將所述的矽製的薄膜作為EUV用防塵薄膜組件的薄膜使用時,作為具有使EUV光通過的開口部且用於對極薄膜進行加固的結構體,將蜂窩(honeycomb)形狀的結構體與矽製的薄膜一體化。
例如,有人提議使用SOI(Silicon On Insulator)的EUV用防塵薄膜組件,該防塵薄膜組件中,作為對EUV用防塵薄膜進行加固的蜂窩結構而具有網格(mesh)結構(專利文獻2)。
作為對EUV用防塵薄膜進行加固的網格結構,在所述蜂窩形狀的結構之外,還可以根據目的不同使用格子狀結構、圓形或多邊形等、配置有任意的形狀的開口部的板狀體等,即只要符合目的,可以為任何形狀。然後,其強度由網格的間距(pitch)、網
格的邊寬、網格的邊的高度來決定,間距越窄,邊寬越大,邊越高,強度越高。
由於該網格結構的部分不透EUV光,所以為了將通過EUV用防塵薄膜組件的EUV光的衰減抑制在最小限度,應要將網格結構的開口率提高。但是,如所述的那樣,如要將EUV用防塵薄膜的強度提高,就要使網格結構的開口率降低。
一般而言,由步進曝光裝置內的光源發出的EUV光,通過步進曝光裝置的光學系統在晶圓上成像,可以描繪出所期望的圖案,但是若由光路上的EUV用防塵薄膜組件造成的光的減少大的話,使光源的發光強度、反射鏡的反射率或晶圓上塗布的抗蝕劑的感度增加等的補充的技術是必要的。如此,由EUV用防塵薄膜組件造成的光的減少,就會對EUV光學系統的結構要素的全體帶來壞影響,由此應極力避免。
該情況下,向EUV用防塵薄膜組件的入射EUV光減少的因素為由EUV用防塵薄膜的光吸收造成的衰減、和網格結構的開口率。另外,該網格結構的開口率為由構成網格結構的網格的邊寬、網格的間距、網格的高度等因素來決定。
在此,網格的高度對網格結構的開口率有影響是由於,在EUV步進曝光裝置內,光與防塵薄膜組件面的垂直方向以4°~6°的傾斜度而入射至EUV用防塵薄膜組件,因此,網格的高度造成的影的形成方法會發生變化的緣故。
由此,在考慮所述的各因素之上,要使用可以極力不使到達掩
模(mask)的光量降低,並改善EUV用防塵薄膜組件的強度的結構。
【專利文獻1】美國專利第6,623,893號說明書
【專利文獻2】日本特開2010-256434號公報
【非專利文獻1】史洛夫等人,「用於掩模缺陷控制的EUV防塵薄膜組件」,新興微影技術X,SPIE會議錄Vol.6151第1~10頁(2006)(Shroff et al.“EUV pellicle Development for Mask Defect Control,”Emerging Lithographic Technologies X,Proc of SPIE Vol.6151 p.1-10(2006))
由此,本發明人等(1)對EUV用防塵薄膜組件的強度降低加以抑制,同時,(2)將對EUV用防塵薄膜進行加固的網格形狀的結構體的開口率加大,對圖案製作時的曝光量的減少進行抑制的這種矛盾的問題解決方法進行了深入研究,其結果得知,如將網格形狀的結構體的縱截面形狀設定為越遠離EUV用防塵薄膜變越薄的前端細的形狀,就可以既不使EUV用防塵薄膜組件的強度降低,又可以使EUV用防塵薄膜組件的透過率提高,從而得到了本發明。
因此本發明的目的,是提供一種減輕入射EUV光的減少,同時具有高強度的的EUV用防塵薄膜組件。
本發明的所述的目的可以用這樣的技術方案來達成:一種具有用網格形狀的結構體加固的EUV透過膜的EUV用防塵薄膜組件,其特徵在於:所述網格形狀的結構體的縱截面形狀(高度方向截面形狀)為越遠離EUV透過膜越細的前端細的形狀。
在本發明中,所述前端細的形狀的傾斜角的角度優選在照明光向EUV透過膜的入射角度×(1±0.3)的範圍(技術方案2),進一步優選為在照明光向EUV透過膜的入射角度±2°的範圍(技術方案3)。
根據本發明,可以在對EUV用防塵薄膜組件的強度的降低進行抑制的同時,可以使EUV用防塵薄膜組件的光透過率加大。
1‧‧‧EUV透過膜
2‧‧‧網格
3‧‧‧EUV掩模
4‧‧‧EUV光的光束
A、B‧‧‧照射部位
A’、B’‧‧‧網格的開口部
θ‧‧‧傾斜角
【圖1】本發明的EUV用防塵薄膜組件中的蜂窩狀加固結構的表示圖。
【圖2】本發明的EUV用防塵薄膜組件中的格子狀加固結構的表示圖。
【圖3】本發明的EUV用防塵薄膜組件中的蜂窩的基本單元的表示圖。
【圖4】本發明的EUV用防塵薄膜組件中的格子的基本單元
的表示圖。
【圖5】使用現有技術的EUV用防塵薄膜時的入射光量的減少的說明圖。
【圖6】使用本發明的EUV用防塵薄膜組件時的入射光量的減少的表示說明圖。
【圖7】本發明的EUV用防塵薄膜組件的縱截面圖(高度方向)。
以下,對本發明進行詳述,但是本發明並不限於這些。
本發明的具有由網格形狀的結構體加固的EUV透過膜的EUV用防塵薄膜組件,其特徵在於:所述網格形狀的結構體的縱截面形狀(高度方向截面形狀),為越遠離EUV透過膜越細的形狀。
EUV掃描器中的EUV用防塵薄膜組件,與描繪微影圖案的EUV掩模成為一體而構成EUV中間掩模(reticle)。EUV光的曝光中,首先透過設置EUV中間掩模,從而使從EUV光源而來的EUV光照射EUV中間掩模的一端,光照射事實上為使EUV中間掩模反覆移動,從而反覆進行從EUV掩模上的所述一端到相對端的照射,接著再次返回所述一端進行返回曝光,從而進行反覆曝光循環,使由EUV中間掩模的移動而使EUV光對晶圓進行的一次單程照射反覆進行,從而完成滿足曝光量的必要的曝光的次數。
EUV中間掩模的一次往復中,完成使EUV從所述一端到相對
端完成單程照射,然後EUV中間掩模返回初始位置,準備開始下一次曝光。EUV中間掩模進行往復運動。
在作為現場生產機運轉的掃描器,生產性要高,要求所述每單位時間的曝光的次數要多,即要求所述EUV中間掩模的往復運動要敏捷地進行。
如此,如將EUV中間掩模的往復運動的時間縮短,加在EUV中間掩模上的加速度會達到6G~10G,要耐住如此大的加速度,就有必要對EUV用防塵薄膜組件進行設計。
要使EUV用防塵薄膜組件的強度提高,只要提高EUV透過膜即EUV用防塵薄膜的強度加固材的網格形狀的結構體的強度即可。具體地說,就是使網格形狀的結構體的網格的邊寬以及高度變大,進一步使網格的間距變窄即可(圖1~4參照)。但是,使用該方法會使網格的開口率降低,其結果,透過EUV用防塵薄膜組件的EUV光的光量降低。因此,必須要對EUV防塵薄膜組件進行設計,以便既維持必要的強度,又得到更多的透過光。
一方面,EUV曝光機中,使EUV光源發出的EUV照明光向EUV掩模照射。根據EUV掩模具有的圖案信息,EUV掩模將光反射,在晶圓上成像。此時,照射在EUV掩模上的EUV照明光的光束以對EUV掩模上的垂線為4°~6°的入射角度進行照射,EUV掩模上反射的光的光束以4°~6°的反射角度進行反射。
如上所述,照明光進行入射反射時分別通過EUV用防塵薄膜組件,入反射光具有角度,故在EUV用防塵薄膜組件的網格
的邊的側面,也有EUV光到達。藉由向該側面的入射,有效的曝光量減低。由此,只要加固結構的縱截面(高度方向)為前端細的形狀,就可以實質上不使防塵薄膜組件強度降低,又可以使透過率提高(圖6)。
若使該加固結構的縱截面的傾斜角(θ)(參照圖7)的角度與所述照明光的向EUV透過膜的入射角度相等,理論上可以最大程度地提高透過率;但是,若為照明光向EUV透過膜的入射角度×(1±0.3)的範圍,也可以期待充分的透過率的提高。本發明中,特別是,如對所述傾斜角的角度進行設計,使其為照明光向EUV透過膜的入射角度±2°的範圍,從實用性的觀點優選。
另外,所謂本發明中的入射角度,為對EUV掩模面(作為與EUV透過膜面平行來處理)的光的入射角度,傾斜角(θ)為加固結構中的前端細的形狀的傾斜與EUV透過膜表面的垂線而形成的角。
以往的EUV用防塵薄膜組件的縱截面圖以及本發明的EUV用防塵薄膜組件的縱截面圖,分別用圖5、圖6表示。對將EUV透過膜1加固的網格2,EUV光的光束4實際上以一定的角度進行入射。由於存在該入射角度,僅有比網格的開口部A’以及B’更窄的範圍的光到達EUV掩模3。在此,與網格2的縱截面為矩形時的照射部位A(以往的EUV用防塵薄膜組件;參照圖5)比較,縱截面為前端細的形狀時的照射部位B會變得更寬(本發明的EUV用防塵薄膜組件;參照圖6)。
在實際的EUV曝光機中,由於照明光是以具有一定程度的擴散角度來對EUV掩模進行照射,對一定角度的光束的正方向、反方向的角度差會產生,但是,用所述的代表性的光束來進行表述也無妨。
本發明的EUV用防塵薄膜組件中的網格形狀的結構體的形狀,只要滿足防塵薄膜組件的強度和EUV光的透過率的目標值,則任何形狀都可以,蜂窩形狀、格子狀以及其他的,以單一形狀充填平面的形狀為好。本發明中,作為所述的透過率和強度兩方都非常好的形狀,以蜂窩形狀為優選。
如圖7那樣,本發明的EUV用防塵薄膜組件中,網格形狀的結構體向曝光機的光源方向開口,而網格形狀的結構體的縱截面形狀(高度方向截面形狀),必須為越遠離EUV透過膜越細的前端細的形狀。
網格形狀的結構體的製造中,是用例如對抗蝕劑透過率進行了調整的微影技術或RIE(Reactive Ion Etching)技術中的利用深度方向的速度差的技術,或者,是用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術等的公知的技術進行製造的。
以下,用實施例以及比較例對本發明進行進一步的詳細說明,但是本發明並不限於這些例子。
在直徑200mm,厚度725μm的矽基板的處理基板(handle substrate)上,將由COP(Crystal Originated Particle)等的實質上結
晶缺陷少的單晶矽(Nearly Perfect Crystal;NPC)形成的厚度為100nm的薄膜,隔著厚度150nm的熱氧化膜(SiO2
)貼附形成SOI(Silicon On Insulator)基板。如下述,用該SOI基板進行EUV用防塵薄膜的製造。
將所述SOI基板的處理基板薄化為50μm後,在處理基板側進行微影使蜂窩結構圖案化,用DRIE(Deep Reactive Ion Etching)在蜂窩單元的6角形的各個內角中製作出具有曲線的蜂窩結構。
該蜂窩結構中的間距為200μm,蜂窩邊寬為25μm,蜂窩邊的高度為75μm。
接著,進行HF處理,將BOX(Buried Oxide)膜除去,作為EUV用防塵薄膜。該EUV用防塵薄膜的支持蜂窩的縱截面的傾斜角度為1°。
用與實施例1同樣的方法,進行EUV用防塵薄膜的製作。該EUV用防塵薄膜的支持蜂窩的縱截面的傾斜角度為3.5°。
用與實施例1同樣的方法進行EUV用防塵薄膜的製作。該EUV用防塵薄膜的支持蜂窩的縱截面的傾斜角度為4.5°。
將DRIE(Deep Reactive Ion Etching)蝕刻替換為通常的RIE技術,使蝕刻的深度以及蝕刻速度變化,形成具有前端細的形狀的
縱截面的蜂窩,除此之外,與實施例1同樣,進行EUV用防塵薄膜的製作。該EUV用防塵薄膜的支持蜂窩的縱截面的傾斜角度為6°。
用與實施例4同樣的方法進行EUV用防塵薄膜的製作。該EUV用防塵薄膜的支持蜂窩的縱截面的傾斜角度為7.5°。
用與實施例1和同樣的方法進行EUV用防塵薄膜的製作。該EUV用防塵薄膜的支持蜂窩的縱截面的傾斜角度為8.5°。
將長150mm,寬125mm,厚度1.5mm的鋁合金製框架與截斷為同尺寸的上述6種的EUV用防塵薄膜用水玻璃進行接著,作成EUV用防塵薄膜組件。
將得到的6種EUV用防塵薄膜組件安裝在EUV透過率測定裝置上,使入射光為6°的角度(向EUV用防塵薄膜的入射角度為6°),真空吸引進行EUV光照射,測定EUV用防塵薄膜組件的透過率。結果如表1。
在振動實驗用的透明的丙烯酸樹脂盒(acrylic box)上,將所述6種EUV用防塵薄膜組件的框架用雙面膠帶固定。接著,將固定有EUV用防塵薄膜組件的框架的丙烯酸樹脂盒安裝在振動實驗機的振動臺上,丙烯酸樹脂盒內用旋轉真空泵進行真空排氣,並且在
振動臺上施加正弦波振動。
邊將正弦波振動的加速度增加,邊進行振動,對EUV用防塵薄膜的破損加速度進行測定。結果如表1。
用與實施例1同樣的方法,製作縱截面的傾斜角的角度為零(蜂窩的縱截面的形狀為矩形;參照圖5)的蜂窩,用與實施例1和同樣的方法製作EUV用防塵薄膜組件後,進行透過率的測定和振動實驗。其結果,透過率為79.8%,斷裂加速度為26G。
實施例1~6的本發明的EUV用防塵薄膜組件,與比較例相比,儘管與以往的EUV用防塵薄膜組件時的破斷加速度相同,但可以確認到透過率的改善。
由以上的結果可以得知,本發明的EUV用防塵薄膜組件,由於網格形狀的結構體的縱截面的傾斜角的角度適當,儘管幾乎沒有強度的降低,但是可以得到透過率提高的EUV用防塵薄膜組件。
本發明的EUV用防塵薄膜組件,由於具有比以往開口率高,且強度也優良,具有EUV防塵薄膜加固網格形狀的結構體,所以在用於EUV曝光的極薄的防塵薄膜時也難以破損,對半導體裝置等的圖案製作是有效的,所以本發明在產業上是極其有用的。
θ‧‧‧傾斜角
Claims (4)
- 一種EUV用防塵薄膜組件,具有用有開口的網格形狀的結構體加固的EUV透過膜,其特徵在於:所述網格形狀的結構體的縱截面形狀為越遠離EUV透過膜越細的前端細的梯形形狀,所述縱截面形狀為由垂直於所述網格形狀的結構體之網格的邊的一個面切割而得。
- 如申請專利範圍第1項所述的EUV用防塵薄膜組件,其中所述前端細的形狀的傾斜角的角度為在照明光向EUV透過膜的入射角度×(1±0.3)的範圍。
- 如申請專利範圍第2項所述的EUV用防塵薄膜組件,其中所述傾斜角的角度為在照明光向EUV透過膜的入射角度±2°的範圍。
- 如申請專利範圍第1項所述的EUV用防塵薄膜組件,其中所述前端細的形狀的傾斜角的角度為1度至8.5度。
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