TWI658321B - 用於製造一表膜的裝置與方法，以及一表膜 - Google Patents

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Abstract

一種用於製造一表膜之裝置，該裝置包含：用於加應力於一薄膜之一加應力總成；及用於支撐一基板之一基板支撐件，該加應力總成及該基板支撐件能夠相對移動以便在該薄膜受應力時使該基板與該薄膜接觸。

Description

用於製造一表膜的裝置與方法，以及一表膜
本發明係關於一種用於製造一表膜的裝置與方法，以及一表膜。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。微影裝置可(例如)將圖案自圖案化器件(例如，光罩)投影至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
由微影裝置使用以將圖案投影至基板上之輻射之波長判定可形成於彼基板上之特徵之最小大小。相比於習知微影裝置(其可(例如)使用具有為193奈米之波長之電磁輻射)，使用為具有在5奈米至20奈米之範圍內的波長之電磁輻射之EUV輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
使用EUV輻射而圖案化之特徵之小大小意謂微影裝置內之任何粒子污染可對所製造積體電路具有顯著有害影響。舉例而言，若一粒子在圖案化期間存在於圖案化器件上，則此可造成該粒子之影像待形成於基板上。使用表膜以保護圖案化器件免於粒子污染，以便防止在存在一些粒子的情況下之微影裝置之效能之任何降級係為吾人所知。然而，為了形成對EUV輻射足夠透明以便不縮減微影裝置之效能之表 膜，每一表膜必須由極薄膜製成。薄膜傾於可撓性，且當在使用中或在運送中時在曝露至壓力梯度、機械振動或機械應力時具有偏轉之傾向。表膜之任何此類偏轉可使該表膜與微影裝置之其他組件接觸，此情形可造成表膜之損害，或圖案化效能之降級。
在已知表膜中，可橫越該表膜提供支撐網格以便防止該表膜之偏轉。然而，此支撐網格可造成EUV輻射之圖案化。
本發明之一目標為預防或減輕與已知表膜相關聯之問題中之一或多者。
根據本發明之一第一態樣，提供一種用於製造一表膜之裝置，該裝置包含：一加應力總成，其用於加應力於一薄膜；及一基板支撐件，其用於支撐一基板，該加應力總成及該基板支撐件能夠相對移動以便在該薄膜受應力時使該基板與該薄膜接觸。
該裝置提供藉以在製造期間可向一表膜賦予一張應力或使一表膜被預加應力之一機構。預加應力改良該表膜在使用中在曝露至差壓時對偏轉之抵抗，且亦可縮減一表膜薄膜中皺折之出現率。
該加應力總成可經配置以將該表膜薄膜之一第一側曝露至一第一壓力且將該表膜薄膜之一第二側曝露至不同於該第一壓力的一第二壓力。
使用一差壓以預加應力於一表膜薄膜會允許將一均一壓力施加至一表膜薄膜之表面，而不會冒藉由使用可造成高壓力之點之一機械器件而使該薄膜破裂之風險。
該第一壓力可高於大氣壓力。該第二壓力可實質上等於大氣壓力。
該裝置可進一步包含一壓力監測器，該壓力監測器經配置以監測該第一壓力與該第二壓力之間的壓力差。
一壓力監測器提供用於監測施加至一薄膜之該差壓之一簡單機構。
該裝置可進一步包含一應力監測器，該應力監測器經配置以監測指示該表膜薄膜中之應力的該表膜薄膜之一屬性。
該應力監測器可為一偏轉監測器。
一薄膜之偏轉提供該薄膜內之應力之一可容易偵測指示。因此，監測一薄膜之一部分之偏轉會允許判定應力。
該加應力總成可包含一腔室，該腔室可包含經配置而經維持處於該第一壓力之一第一區及經配置而經維持處於該第二壓力之一第二區。
該第一區可包含一氣體入口。
使用一氣體入口會允許將處於高於大氣壓力之一壓力之一氣體引入至該腔室，從而增加該腔室中之壓力。此情形提供造成橫越一薄膜之一差壓之一簡單機構。
該第一區可包含一洩漏閥，藉此允許控制氣體自該腔室之射出。此情形允許調節該腔室內之壓力以達成一預定壓力。
該腔室可進一步包含一薄膜支撐件，該薄膜支撐件係圍繞該第一區與該第二區之間的該腔室之一內部表面而安置。
該薄膜支撐件可界定該第一區與該第二區之間的一圓形孔隙。
使用一圓形孔隙會提供與廣泛使用之圓形晶圓之相容性。
該基板支撐件可包含一扁平圓形表面，該扁平圓形表面經配置成與該圓形孔隙平行且與該圓形孔隙同心。
根據本發明之一第二態樣，提供一種表膜，其包含一表膜薄膜及一表膜框架，其中該表膜薄膜在張應力下裝配於該表膜框架上。
該表膜包含選自多晶矽、石墨烯之一材料、Nb/Mo/Si之多層、碳奈米管層，及以此等材料中之兩者或兩者以上形成之多層。
該表膜包含頂部上或呈一夾層種類之一罩蓋層。
該張應力可足以防止該表膜薄膜中之皺折。
未受應力之一表膜薄膜可起皺(即使在無差壓時亦如此)。因而，提供足夠張應力以防止皺折會改良該薄膜之均一性，且縮減該薄膜在小差壓下偏轉之傾向。
該張應力可為至少一預定張應力。
該預定張應力可基於如下各者中之至少一者：該表膜薄膜之一幾何形狀；在使用中由該表膜薄膜之一部分進行之一最大准許偏轉；被預期為在使用中由該表膜薄膜遭遇之一最大差壓；及該表膜薄膜之一楊氏模數(Young's modulus)。
對於一些應用，在使用中由該表膜薄膜之一部分進行之該最大准許偏轉可為大約1毫米。然而，此僅僅係例示性的，此係因為該最大准許偏轉可取決於應用而變化。舉例而言，對於對該表膜薄膜之小偏轉敏感之應用，在使用中由該表膜薄膜之一部分進行之該最大准許偏轉可為大約0.5毫米。
被預期為由該表膜薄膜遭遇之該最大差壓可為大約2帕斯卡。
該表膜薄膜可為矩形。一矩形表膜將提供對可用於一微影裝置中之一矩形圖案化器件之方便保護。
在其他實施例中，可在適當時選擇替代表膜形狀。舉例而言，該表膜薄膜可為圓形，或該表膜薄膜可為正方形。
該表膜薄膜中之該最大張應力可大於150MPa。在該表膜薄膜中增加張應力會縮減該薄膜偏轉之傾向。在一些應用中，150MPa之一最大張應力可足以防止該表膜薄膜之過度偏轉。在其他應用中，該表膜薄膜中之該最大張應力可大於200MPa，且為了進一步縮減偏轉，該表膜薄膜中之該最大張應力可大於250MPa。
在該表膜薄膜內可存在張應力之一不均勻分佈。該張應力可在 該表膜薄膜之中心處最大。
張應力之一不均勻分佈允許將應力集中於在一薄膜中最需要其之處，例如，最遠離該表膜框架。在一矩形表膜薄膜中，隅角區相比於該表膜薄膜之中心將需要用以抵抗偏轉之較小張應力(歸因於該表膜框架之近接)。因此，該薄膜之該中心中之相比於該等隅角中之張應力的一較高張應力可改良該薄膜之該中心中之偏轉之抵抗，而無需使整個薄膜經受增加之應力。
根據本發明之一第三態樣，提供一種微影工具，其包含根據本發明之該第二態樣之一表膜。
在一微影裝置內提供一表膜會允許保護該微影裝置之敏感區免於粒子污染。
根據本發明之一第四態樣，提供一種圖案化器件總成，其包含：一圖案化器件，其能夠在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；及根據本發明之該第二態樣之一表膜，該表膜經配置成鄰近於該圖案化器件以便防止粒子接觸該圖案化器件。
結合一圖案化器件提供一表膜會允許保護該圖案化器件免於粒子污染，從而縮減歸因於處於該圖案化器件上之粒子之成像效能之任何降級的似然性。
根據本發明之一第五態樣，提供一種用於製造一表膜之方法，該方法包含：提供一薄膜；使該薄膜變得機械地受應力；提供一基板；在該表膜薄膜受應力時將該基板及該薄膜朝向彼此移動以便使該基板與該受應力薄膜接觸；將該受應力薄膜附接至該基板；及圖案化該基板以便形成一框架，該框架支撐呈一受應力組態之該薄膜。
藉由橫越該表膜薄膜施加一差壓來機械地加應力於該薄膜。
施加該差壓可包含將該表膜薄膜之一第一側曝露至大於大氣壓 力之一壓力。
根據本發明之一第六態樣，提供一種製造一圖案化器件總成之方法，其包含：執行根據本發明之該第五態樣之一方法；提供一圖案化器件；及將該表膜附接至該圖案化器件。
根據本發明之一第七態樣，提供一種方法，其包含：將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中根據本發明之該第二態樣之一表膜提供於鄰近於圖案化該輻射光束之一圖案化器件之該輻射光束之路徑中。
根據本發明之一第八態樣，提供一種表膜，該表膜係使用根據本發明之該第一態樣之該裝置予以製造。
根據本發明之一第八態樣，提供一種套管，其具備一表膜框架及根據本發明之該第二態樣或該第八態樣之該表膜。
根據一第九實施例，提供一種套管，其具備一圖案化器件、一表膜框架及根據本發明之該第二態樣或該第八態樣之該表膜。
應瞭解，參看本發明之一態樣所描述之特徵及優點可與本發明之其他態樣一起使用。
10‧‧‧琢面化場鏡面器件
11‧‧‧琢面化光瞳鏡面器件
15‧‧‧表膜
16‧‧‧表膜薄膜
17‧‧‧表膜框架
20‧‧‧加應力總成
21‧‧‧腔室
22‧‧‧第一區
23‧‧‧第二區
24‧‧‧氣體入口
25‧‧‧第一洩漏閥
26‧‧‧開口
27‧‧‧支撐件
28‧‧‧開口
29‧‧‧壓力監測器
30‧‧‧雷射距離監測器
31‧‧‧薄膜/經偏轉薄膜/受應力薄膜
32‧‧‧框架
33‧‧‧基板
34‧‧‧基板支撐件
40‧‧‧區
41‧‧‧區
42‧‧‧區
43‧‧‧區
44‧‧‧區
45‧‧‧區
46‧‧‧區
47‧‧‧區
48‧‧‧區
B‧‧‧極紫外線(EUV)輻射光束/經圖案化輻射光束
IL‧‧‧照明系統
LA‧‧‧微影裝置
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧支撐結構
PS‧‧‧投影系統
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S7‧‧‧步驟
S8‧‧‧步驟
SO‧‧‧輻射源
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現在將僅藉由實例參看隨附示意性圖式來描述本發明之實施例，在該等圖式中：-圖1描繪根據本發明之一實施例的包含微影裝置及輻射源之微影系統；-圖2為根據本發明之實施例的表膜之偏轉的標繪圖；-圖3A及圖3B描繪根據本發明之一實施例之表膜；-圖4描繪根據本發明之一實施例之配置；-圖5描繪說明根據本發明之一實施例之方法的流程圖；及-圖6為根據本發明之一實施例的在受應力薄膜內之應力的標繪 圖。
圖1展示根據本發明之一實施例的包括表膜之微影系統。該微影系統包含一輻射源SO及一微影裝置LA。輻射源SO經組態以產生極紫外線(EUV)輻射光束B。微影裝置LA包含一照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA(例如，光罩)之一支撐結構MT、一投影系統PS，及經組態以支撐基板W之一基板台WT。照明系統IL經組態以在輻射光束B入射於圖案化器件MA上之前調節該輻射光束B。投影系統經組態以將輻射光束B(現在由光罩MA而圖案化)投影至基板W上。基板W可包括先前形成之圖案。在此種狀況下，微影裝置將經圖案化輻射光束B與先前形成於基板W上之圖案對準。
輻射源SO、照明系統IL及投影系統PS可全部經建構且經配置成使得其可與外部環境隔離。處於低於大氣壓力之壓力下之氣體(例如，氫氣)可提供於輻射源SO中。真空可提供於照明系統IL及/或投影系統PS中。在恰好低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如，氫氣)可提供於照明系統IL及/或投影系統PS中。
圖1所展示之輻射源SO可屬於被稱作雷射產生電漿(LPP)源之類型。
輻射光束B自輻射源SO傳遞至照明系統IL中，該照明系統IL經組態以調節輻射光束。照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起提供輻射光束B之所要橫截面形狀及所要角分佈。輻射光束B自照明系統IL傳遞且入射於由支撐結構MT固持之圖案化器件MA上。圖案化器件MA反射且圖案化輻射光束B。除了琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。
在自圖案化器件MA反射之後，經圖案化輻射光束B進入投影系統PS。投影系統包含複數個鏡面，該複數個鏡面經組態以將輻射光束B投影至由基板台WT固持之基板W上。投影系統PS可將縮減因數應用於輻射光束，從而形成特徵小於圖案化器件MA上之對應特徵之影像。舉例而言，可應用為4之縮減因數。儘管投影系統PS在圖1中具有兩個鏡面，但投影系統可包括任何數目個鏡面(例如，六個鏡面)。
表膜15被提供為鄰近於圖案化器件MA。表膜15提供於輻射光束B之路徑中使得輻射光束B在其自照明系統IL接近圖案化器件MA時及在其由圖案化器件MA朝向投影系統PS反射時兩種情況下傳遞通過表膜15。表膜15包含對EUV輻射實質上透明之薄膜。然而，雖然對EUV輻射透明，但表膜15用以保護圖案化器件MA免於粒子污染。表膜15經定位成與圖案化器件MA相隔足夠使得入射於表膜15之表面上之任何粒子不在輻射光束B之焦平面中之距離。表膜15與圖案化器件MA之間的此分離度用以縮減表膜15之表面上之任何粒子將圖案賦予至輻射光束B之範圍。應瞭解，在粒子存在於輻射光束B中但處於不在輻射光束B之焦平面中(亦即，不在圖案化器件MA之表面處)之位置的情況下，接著該粒子之任何影像將不在基板W之表面處聚焦。
為了提供保護而使粒子免於到達圖案化器件MA，表膜15應經定位成接近於圖案化器件MA。然而，表膜15應不與圖案化器件MA接觸。此不僅可損害圖案化器件MA或表膜15，其亦可允許表膜15及表膜15上之任何粒子進入經安裝有圖案化器件之微影裝置之焦平面中。在一些應用中，大約1.5毫米與2.5毫米之間的分離度可為表膜與圖案化器件MA之間的適當分離度。舉例而言，在一實施例中，可使用表膜與圖案化器件之間的大約2毫米之分離度。在此實施例中，可准許表膜在任一方向上(亦即，朝向或遠離圖案化器件)偏轉0.5毫米。
已知表膜傾於為薄可撓性薄膜。然而，此等薄膜在曝露至不同 壓力時(例如，在裝載至微影裝置或卸載期間)易受偏轉或變形。舉例而言，當裝載圖案化器件或自微影裝置卸載圖案化器件時，該圖案化器件將穿過負載鎖定件。表膜可裝配於圖案化器件上，從而圍封表膜薄膜與圖案化器件之表面之間的氣體體積。負載鎖定件之抽空或加壓可涉及顯著不同壓力。隨著自負載鎖定件抽空氣體(或將氣體傳回至負載鎖定件)，圖案化器件與表膜之間的體積將與負載鎖定件壓力均衡，但處於更慢速率，此取決於氣體可自由表膜圍封之體積逸出之速率。在此等條件下，可撓性表膜可變得偏轉。
一另外情形為：表膜在被安裝於微影裝置中時可曝露至差壓。來自光學件環境之氣流可經引導朝向圖案化器件及表膜，此情形可造成表膜經歷差壓。
此外，未受應力之表膜可歸因於其裝配或夾持中之稍微不規則性或變形而起皺。
然而，已認識到，藉由使用預受應力之表膜，在適度差壓下偏轉之傾向得以顯著縮減，從而縮減表膜與其他系統組件接觸之似然性。此外，使用預受應力表膜會縮減表膜中之皺折之出現。
圖2展示當表膜以不同殘餘應力量被均勻地預加應力時且當表膜曝露至壓力梯度時的可能表膜大小範圍之預期偏轉之模擬的結果。經模擬之壓力梯度為2帕斯卡。經模擬之薄膜之厚度為55奈米。經模擬之殘餘應力量以25MPa之步階在150MPa至300MPa之範圍內。經模擬膜之楊氏模數在150GPa至250GPa之範圍內。經模擬表膜為側長度在100毫米與200毫米之間的正方形。
可看出，對於任何給定殘餘應力量，隨著表膜大小(x軸，以毫米為單位)增加，預期偏轉(y軸，以微米為單位)亦增加。亦可看出，對於給定表膜大小，偏轉隨著殘餘應力增加而減低。舉例而言，對於側長度為150毫米且殘餘應力為150MPa之表膜，偏轉為大約540微米。 然而，對於側長度為150毫米且殘餘應力為大約300MPa之表膜，偏轉縮減至大約275微米。亦可看出，相比於殘餘應力，薄膜之楊氏模數對偏轉具有較小影響。對於經模擬之每一殘餘應力值，展示若干楊氏模數值，其中一較高楊氏模數針對給定應力及表膜大小引起稍微縮減之偏轉。然而，並非對偏轉具有顯著影響，而是將楊氏模數展示為至所標繪線中每一者的稍微變厚，其中每一線之上部邊緣表示針對為150GPa之楊氏模數的薄膜之偏轉，且每一線之下部邊緣表示針對為250GPa之楊氏模數的薄膜之偏轉。
可使用針對隔膜之負載-偏轉行為之鐵摩辛柯(Timoshenko)關係(S Timoshenko,Theory of Plates and Shells,McGraw-Hill,1940)來計算在特定差壓下之特定表膜之偏轉之間的關係。可由以下方程式表達鐵摩辛柯關係：
其中：P為差壓；D為薄膜之中心之偏轉；t為薄膜厚度；a為薄膜之側之半長度；c1為幾何常數；c2為幾何常數；E為楊氏模數；及ν為帕松比率(Poisson's ratio)。
應瞭解，若表膜被預加應力不充分量，則彼表膜將偏轉多於在給定應用內可接受之偏轉程度。應進一步瞭解，可藉由使用具有增加之楊氏模數之材料而以其他方式縮減偏轉。
圖3更詳細地展示表膜15。圖3A展示表膜15之平面圖。表膜15為矩形且包含一表膜薄膜16及一表膜框架17。表膜薄膜16包含對EUV輻射實質上透明之薄膜。應瞭解，表膜薄膜可由在對粒子污染提供障壁的同時對EUV輻射實質上透明之任何材料形成。
舉例而言，表膜薄膜16可由鉬(Mo)及矽化鋯(ZrSi)之多層堆疊形成。Mo/ZrSi堆疊可罩蓋於具有矽化鉬(MoSi)之一個或兩個側上。在一替代實例中，表膜薄膜16可由多晶矽(pSi)形成。多晶矽薄膜之側中之一或兩者可用氮化矽(SiN)層罩蓋。在其他實施例中，例如石墨烯之其他材料可適合於用作表膜薄膜。上文所提及之罩蓋層(例如，MoSi、SiN)可幫助縮減可在存在EUV輻射的情況下自氫氣產生且可對表膜薄膜造成損害的氫自由基(或其他反應性物質)之效應。表膜可包含Nb/Mo/Si之多層、碳奈米管層，或以此等材料中之兩者或兩者以上形成之多層。表膜可包含頂部上或呈夾層種類之罩蓋層。
表膜薄膜16之厚度將取決於材料屬性(例如，強度、EUV透明度)。舉例而言，由Mo/ZrSi多層堆疊製成之表膜薄膜可為大約25奈米厚。替代地，由多晶矽製成之表膜可為大約40奈米厚。石墨烯表膜可(例如)為大約10奈米厚。
表膜框架17具有矩形外部形狀，從而在其中心處具有矩形開口。表膜薄膜16以其被機械地加應力之方式附接至表膜框架17。圖3B展示沿著線A-A'之表膜15之橫截面。可看出，表膜框架17並不延伸橫越表膜薄膜16之寬度，從而使表膜薄膜16未被支撐，其中表膜薄膜16在表膜框架17中之矩形開口上方延伸。表膜框架17具有實質上大於表膜薄膜16之厚度的厚度。舉例而言，表膜框架17可為大約2毫米厚。
在使用中，表膜15附接至曝光至EUV輻射之圖案化器件MA之側，表膜薄膜16被固持成與圖案化器件MA之表面相隔對應於表膜框 架17之厚度的距離。
表膜框架17可進一步包含氣體通道及過濾器(圖中未繪示)以允許由表膜及圖案化器件圍封之氣體之體積與外部環境之間的氣體壓力之均衡。應瞭解，通過通道及過濾器之氣體之大小及可能流動速率將影響在裝載或卸載期間由表膜經歷之差壓。
表膜15具有經選擇以供特定應用使用之尺寸。舉例而言，表膜15可經設計以保護經圖案化區域為大約110毫米乘145毫米之光罩。此表膜15將具有大於光罩且開口與光罩至少一樣大的表膜框架17。
圖4展示可製造表膜15之加應力總成20。加應力總成20包含具有第一區22第二區23之腔室21。第一區22具有一氣體入口24及一第一洩漏閥25。第二區具有一開口26。支撐件27自腔室21之內部壁突出，且界定第一區22與第二區23之間的開口28。開口28為圓形。壓力監測器29連接至第一區22以便監測第一區22內之壓力。壓力監測器29可具有壓力監測器之任何形式。壓力監測器29可以大約0.1帕斯卡之準確度提供第一區內之壓力之量測。雷射距離監測器30提供於腔室21內。雷射距離監測器30可用以量測腔室21內之距離，且將在下文中對其更詳細地描述。
現在參看圖5來描述藉以可使用圖4所展示之加應力總成20來製造預受應力表膜之程序，該圖5為流程圖。在步驟S1處，將薄膜31附接至框架32。框架32為環形框架且薄膜31為圍繞薄膜31之周邊而附接至框架32之圓形薄膜。薄膜31為適合於用作表膜之薄膜。薄膜31可(例如)由多晶矽形成或為多層結構，如上文參看表膜薄膜16所描述。
在步驟S2處，將薄膜31及框架32裝載至腔室21中。在腔室內，框架32係在第一區22與第二區23之間的開口28處由支撐件27支撐。薄膜31及框架32完全覆蓋開口28。
在步驟S3處，將基板33裝載至腔室21之第二區23中。基板33為 厚度及機械強度比薄膜31之厚度及機械強度大的扁平圓形基板。基板33比薄膜31更具機械剛性。基板33經設定大小成具有與開口28相似的大小。基板33被支撐於第二區23內之基板支撐件34上以便被固持成扁平且實質上平行於開口28及薄膜31。基板支撐件34能夠在垂直於基板33被支撐之平面之方向兩者上進行平移移動，如由箭頭S所展示。
在步驟S4處，將氣體供應件(圖中未繪示)連接至氣體入口24，以提供至腔室21中之氣流。氣體可為任何氣體，例如，諸如氮氣之惰性氣體。在框架32與支撐件27之間產生密封，從而防止氣體自第一區22流動至第二區23。流動至氣體入口24中之氣體自第一洩漏閥25流出。然而，第一洩漏閥25限定氣體自腔室21之第一區22內之流動，從而造成第一區22內之壓力相對於大氣壓力待提高。開口26允許氣體在腔室21外部之環境與第二區23之間流動。然而，不同於第一區22，不存在將氣流提供至第二區23之氣體入口。因此，開口26允許壓力在此等區域之間均衡。此情形確保第二區23中之壓力實質上相同於外部環境(亦即，在在大氣壓力下)。在一實施例中，可限定通過開口26之氣流(例如，開口可具備洩漏閥)。
因此，差壓△P建立於第一區22與第二區23之間，藉由調節至入口24中之氣流來控制該差壓△P。亦即，可增加或減低流動速率以便將第一區22內之壓力(如由壓力監測器29監測)維持處於預定位準。
第一區22與第二區23之間的差壓使薄膜31經歷面對第一區22之側與面對第二區23之側之間的差壓△P。此差壓造成薄膜31之中心朝向第二區23偏轉，該薄膜31之周邊由於其附接至框架32而被防止偏轉。薄膜31之中心之此偏轉使薄膜31拉伸且變得受應力。薄膜31內之偏轉及應力之範圍將藉由薄膜31之各種機械特性(例如，薄膜材料之楊氏模數、薄膜之厚度及直徑)及差壓△P予以判定。差壓△P係藉由連接至第一區22之壓力監測器29量測。薄膜31之中心之偏轉係藉由雷射 距離監測器30量測。
雷射距離監測器30包含發射雷射光束L之發射器(圖中未繪示)，該雷射光束L經引導朝向薄膜31。雷射光束L係由薄膜31反射，且該經反射光束係由亦包含於雷射監測器30內之偵測器(圖中未繪示)偵測。量測使雷射光束自發射器行進至薄膜31且返回行進至偵測器所花費之時間，從而允許準確地判定雷射距離監測器30與薄膜31之間的距離。可週期性地進行此量測(例如，每秒若干次)，以便提供雷射距離監測器30與薄膜31之位置之間的距離之週期性更新，距離之量測之間的差提供在差壓△P之效應下薄膜31之偏轉之量測。
測定偏轉係用以控制差壓△P(亦如上文所描述)以便使薄膜偏轉預定量。應瞭解，對於具有已知材料屬性之給定薄膜，在差壓、偏轉與薄膜內之應力之間將存在良好界定之關係。因此，若帶來預定偏轉，則在薄膜31內將存在預定應力分佈。
在步驟S5處，在薄膜31係由於腔室之區22、23之間的差壓△P而拉伸時，藉由基板支撐件34之動作將基板33朝向第一區21(且因此，亦朝向經偏轉薄膜31)移動。
在步驟S6處，使基板33與薄膜31接觸。薄膜31與基板33之間的第一接觸點係在薄膜31之中心，該第一接觸點為薄膜31最大程度上經偏轉所處之點。一旦進行初始接觸，就將基板33進一步朝向第一區22移動。薄膜與基板之間的接觸區域隨著基板朝向第一區22進一步移動而增加。
如上文所描述，在薄膜31與基板33之間的接觸之前，薄膜31將藉由經施加差壓△P而拉伸。隨著薄膜31逐漸地與基板33接觸，薄膜31保持此經拉伸特性，限制條件為：薄膜31不被允許鬆弛至未受應力狀態。在步驟S6期間在薄膜31之後續部分與基板33接觸時，迫使薄膜31呈扁平(亦即，未經偏轉)配置。此係由於基板33之機械剛度及由供 支撐及移動該基板33之基板支撐件34施加之壓力造成。然而，薄膜31不被允許相對於基板33之表面滑動，從而防止薄膜31內之應力之任何鬆弛。為了防止薄膜31之鬆弛，藉由膠黏劑將薄膜31附接至基板33。膠黏劑可為抗EUV膠黏劑。亦即，使用在曝光至EUV輻射時不變弱之膠黏劑。此膠黏劑可在與薄膜31接觸之前在圍繞基板33之周邊之環中被施加至基板33。當在經偏轉薄膜31與基板33之間存在預定接觸區域時，停止基板33朝向薄膜31之移動。使薄膜31覆蓋與表膜至少一樣大的基板33之區域。舉例而言，薄膜31與基板33之間的接觸面積可比最終表膜之面積大10%與20%之間。
在步驟S7處，且一旦薄膜31已與基板33接觸預定量，則自腔室21移除薄膜31、框架32及基板33。接著自薄膜31移除框架32，從而使受應力薄膜31附接至基板33之表面。基板33小於薄膜31及框架32。因而，亦可自超出基板33之周邊之處移除過量薄膜材料，從而留下薄膜31之一部分，薄膜31之該部分變成表膜薄膜16且具有相同於或小於基板33之直徑的直徑。用以在步驟S7處移除過量薄膜材料之處理可產生粒子，該等粒子可變得圍繞表膜薄膜17之周邊容納於表膜薄膜17之表面上。若粒子存在於在使用中曝光至經圖案化輻射光束B之表膜薄膜17之區中，則粒子可造成輻射光束B上之陰影。因此，步驟S6處所描述之薄膜31與基板33之間的預定接觸區域可經選擇成圍繞表膜15之周邊提供表膜薄膜17之區，該區可變得在處理期間受到粒子污染，但將不干涉表膜15之後續使用。亦即，表膜15可大小過大一量(例如，10%至20%)以允許薄膜之額外區意欲縮減步驟S7處進行之處理對表膜15之效能之影響。
應瞭解，在薄膜31內存在應力之分佈。圖6展示在受應力薄膜31係藉由差壓△P而偏轉時該受應力薄膜31內之應力的實例。可變更差壓△P以便達成薄膜31內之所要應力分佈。圖6所展示之用以模擬應力 分佈之薄膜為厚度為25.6奈米、直徑為30毫米、楊氏模數為285GPa的差壓為△P 100帕斯卡的圓形Mo/ZrSi多層薄膜。應注意，薄膜之大小不影響應力分佈。因此，針對30毫米直徑之薄膜之模擬結果適於展示針對任何圓形薄膜之應力分佈。
薄膜31之中心經受比薄膜31之周邊大的應力。薄膜31之中心處之區40在該薄膜內具有最高應力。區48係在薄膜31之周邊處，其中應力通過區41至47逐漸減低，該等區41至47在區40與48之間順次且徑向地安置(亦即，區40具有最高應力，區41具有第二最高應力等等，其中區47具有第二最低應力且區48具有最低應力)。區40至48中每一者中之應力將取決於差壓△P，且可針對一特定應用來選擇該等區40至48中每一者中之應力。舉例而言，區40中之峰值應力可為大約幾GPa。
當將此應力分佈施加至諸如圖3所展示之表膜15中之表膜薄膜時，應力分佈(中心處較高，朝向圓周縮減)引起在表膜薄膜16中在中心處存在對偏轉之較大抵抗，且相比於接近於該薄膜之圓周之區在該薄膜之中心出現皺折之似然性之縮減性增加。因此，為了確保帶來薄膜偏轉及起皺之最大可能縮減，在一實施例中，僅使用薄膜31之中心部分以形成表膜薄膜16。可自基板33移除受應力較小之薄膜31之外部區。
在步驟S8處，微影圖案化且蝕刻基板33。圖案化可(例如)藉由UV微影而進行。蝕刻可(例如)為濕式蝕刻或乾式蝕刻。在蝕刻程序期間，圓形基板33之中心區被蝕刻掉，從而提供矩形開口。基板33之外部區亦被蝕刻掉，從而留下矩形框架。此矩形框架形成預受應力表膜薄膜16附接至之表膜框架17，如圖3所示。
在步驟S6至S8所描述之處理及蝕刻期間，薄膜31之區內之應力可變得自由經施加差壓而產生且圖6所說明之應力變更。舉例而言， 當藉由蝕刻基板33之中心區而形成表膜框架17時，與基板33之經移除區接觸之薄膜31可鬆弛，從而變更在表膜薄膜16內所導致之應力分佈。舉例而言，在製作期間在薄膜內之峰值應力可為大約GPa，而在預受應力表膜中，此峰值應力可縮減至大約數百MPa之峰值應力。
應瞭解，接近於表膜框架17之表膜薄膜16之區相比於表膜薄膜16之中心處之區將由表膜框架17較好地支撐。因此，朝向表膜框架17之表膜薄膜之區內之較低應力在彼等區中不引起較大偏轉。此外，表膜薄膜16之隅角區經歷最低應力，但在其由表膜框架17自兩個側支撐時受到表膜框架17最大程度地支撐。因而，表膜薄膜16之隅角區中之下部應力在彼等區中不引起較大偏轉。
雖然上文描述且圖6說明不均勻應力分佈，但應瞭解，在一些實施例中，亦可使用均勻應力分佈。
應瞭解，在一些實施例中，可使用除了上文所描述之雷射距離監測器以外的替代距離量測器件，諸如，聲波轉換器距離監測器。
在一些實施例中，可以數個不同方式控制第一區22與第二區23之間的差壓△P。舉例而言，代替調節至入口24中之氣流或除了調節至入口24中之氣流以外，亦可調節自第一洩漏閥25洩漏之氣體之速率以便將第一區22內之壓力維持處於預定位準。
替代地，在一些實施例中，預定差壓將引起薄膜31之預定偏轉可為吾人所知。因此，可省略距離量測，其中壓力量測係用以確保達成所需壓力(且因此達成薄膜內之偏轉及應力)。
可以任何方便方式將薄膜31裝配於框架32上。替代地，薄膜31可(例如)藉由環形夾持部件而夾持至支撐件27，該環形夾持部件可操作以朝向支撐件27移動，從而夾持夾持部件與支撐件27之間的薄膜31之圓周邊緣。
基板33藉由基板支撐件34之移動之範圍可取決於特定薄膜31。 在一些實施例中，在使用直徑為大約200毫米之薄膜的情況下，可將基板33移動(例如)介於1毫米與5毫米之間以便使其與經偏轉薄膜31接觸。應瞭解，最初基板33應足夠遠離薄膜31使得薄膜31被允許在差壓△P之效應下偏轉，而不受基板33阻礙。
應瞭解，雖然在上述實施例中，使用包含一腔室之加應力總成以在表膜薄膜之一個側上產生高壓以便加應力於表膜薄膜，但應瞭解，可以其他方式加應力於表膜薄膜。舉例而言，在一些實施例中，可藉由使用藉由將表膜薄膜之一個側曝露至低於大氣壓力之壓力而產生之差壓來加應力於表膜薄膜，從而造成該薄膜朝向減壓偏轉(相對於經偏轉遠離高壓)。
應進一步瞭解，雖然在所描述實施例中，將基板朝向受應力薄膜移動，但在一些實施例中，可代替地將受應力薄膜朝向固定基板移動。替代地，可將受應力薄膜及基板兩者朝向彼此移動以便使其接觸。
應瞭解，雖然上文描述矩形表膜，但在一些實施例中，表膜可以其他方式塑形。舉例而言，表膜可為正方形或圓形。此外，表膜薄膜31及基板33可為除了圓形以外的形狀。可對圖4所展示之裝置進行用以容納不同表膜、表膜薄膜及基板幾何形狀之調整。舉例而言，開口28可經塑形以容納任何形式之表膜薄膜。
在一實施例中，根據本發明之表膜可形成光罩檢測裝置之零件。表膜可防止粒子與所檢測之光罩接觸。光罩檢測裝置可使用EUV輻射以照明光罩且使用成像感測器以監測自光罩反射之輻射。由成像感測器接收之影像係用以判定是否缺陷存在於光罩中。光罩檢測裝置可包括經組態以自EUV輻射源接收EUV輻射且將其形成為輻射光束而將其待引導於光罩處的光學件(例如，鏡面)。光罩檢測裝置可進一步包括經組態以收集自光罩反射之EUV輻射且在成像感測器處形成光罩 之影像的光學件(例如，鏡面)。光罩檢測裝置可包括一處理器，該處理器經組態以分析成像感測器處之光罩之影像且自彼分析判定是否任何缺陷存在於光罩上。該處理器可經進一步組態以判定經偵測光罩缺陷是否將造成在光罩由微影裝置使用時投影至基板上之影像之不可接受的缺陷。
在一實施例中，根據本發明之表膜可形成度量衡裝置之零件。度量衡裝置可用以量測形成於基板上之抗蝕劑中之經投影圖案相對於已經存在於基板上之圖案之對準。相對對準之此量測可被稱作疊對。度量衡裝置可(例如)經定位成緊鄰於微影裝置且可用以量測在基板(及抗蝕劑)已被處理之前之疊對。
在一實施例中，套管可在其中具備表膜框架及根據本發明之表膜。套管可保護表膜及表膜支撐件免於灰塵。套管可具備排放孔。替代地，套管可具備圖案化器件、表膜框架及根據本發明之表膜。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置之零件。此等裝置可通常被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
術語「EUV輻射」可被認為涵蓋具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內)之波長之電磁輻射。EUV輻射可具有小於10奈米之波長，例如，在5奈米至10奈米之範圍內之波長(諸如，6.7奈米或6.8奈米)。
儘管圖1所展示之輻射源SO在上文中被稱作雷射產生電漿LPP源，但任何合適源可用以產生EUV輻射。舉例而言，可藉由使用放電以將燃料(例如，錫)轉換至電漿狀態來產生EUV發射電漿。此類型之 輻射源可被稱作放電產生電漿(DPP)源。可由電源供應器產生放電，該電源供應器可形成輻射源之部分或可為經由電連接而連接至輻射源SO的分離實體。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。
條項：
1.一種用於製造一表膜之裝置，該裝置包含：一加應力總成，其用於加應力於一薄膜；及一基板支撐件，其用於支撐一基板，該加應力總成及該基板支撐件能夠相對移動以便在該薄膜受應力時使該基板與該薄膜接觸。
2.如條項1之裝置，其中該加應力總成經配置以將該表膜薄膜之一第一側曝露至一第一壓力且將該表膜薄膜之一第二側曝露至不同於該第一壓力的一第二壓力。
3.如條項2之裝置，其中該第一壓力高於大氣壓力。
4.如條項2或3之裝置，其中該第二壓力實質上等於大氣壓力。
5.如條項2至4中任一項之裝置，其進一步包含一壓力監測器，該壓力監測器經配置以監測該第一壓力與該第二壓力之間的壓力差。
6.如前述條項中任一項之裝置，其進一步包含一應力監測器，該應力監測器經配置以監測指示該表膜薄膜中之應力的該表膜薄膜之一屬性。
7.如條項6之裝置，其中該應力監測器為一偏轉監測器。
8.如條項2至7中任一項之裝置，其中該加應力總成包含一腔室，該腔室包含經配置而經維持處於該第一壓力之一第一區及經配置而經維持處於該第二壓力之一第二區。
9.如條項8之裝置，其中該第一區包含一氣體入口。
10.如條項8或9之裝置，其中該第一區包含一洩漏閥。
11.如條項8至10中任一項之裝置，其中該腔室進一步包含一薄膜支撐件，該薄膜支撐件係圍繞該第一區與該第二區之間的該腔室之一內部表面而安置。
12.如條項11之裝置，其中該薄膜支撐件界定該第一區與該第二區之間的一圓形孔隙。
13.如條項12之裝置，其中該基板支撐件包含一扁平圓形表面，該扁平圓形表面經配置成與該圓形孔隙平行且與該圓形孔隙同心。
14.一種表膜，其包含一表膜薄膜及一表膜框架，其中該表膜薄膜在張應力下裝配於該表膜框架上。
15.如條項14之表膜，其中該表膜包含選自多晶矽、石墨烯之一材料、Nb/Mo/Si之多層、碳奈米管層，及以此等材料中之兩者或兩者以上形成之多層。
16.如條項15之表膜，其中該表膜包含頂部上或呈一夾層種類之一罩蓋層。
17.如條項14之表膜，其中該張應力足以防止該表膜薄膜中之皺折。
18.如條項14至17中任一項之表膜，其中該張應力為至少一預定張應力。
19.如條項18之表膜，其中該預定張應力係基於如下各者中之至少一者： 該表膜薄膜之一幾何形狀；在使用中由該表膜薄膜之一部分進行之一最大准許偏轉；被預期為在使用中由該表膜薄膜遭遇之一最大差壓；及該表膜薄膜之一楊氏模數。
20.如條項19之表膜，其中在使用中由該表膜薄膜之一部分進行之該最大准許偏轉為0.5毫米。
21.如條項19或20之表膜，其中被預期為由該表膜薄膜遭遇之該最大差壓為2帕斯卡。
22.如條項19至21中任一項之表膜，其中該表膜薄膜為矩形。
23.如條項14至22中任一項之表膜，其中該表膜薄膜中之該最大張應力大於150MPa。
24.如條項14至23中任一項之表膜，其中在該表膜薄膜內存在張應力之一不均勻分佈。
25.如條項24之表膜，其中該張應力在該表膜薄膜之中心處最大。
26.一種微影工具，其包含一如條項14至25中任一項之表膜。
27.一種圖案化器件總成，其包含：一圖案化器件，其能夠在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案以形成一經圖案化輻射光束；及一如條項14至23中任一項之表膜，該表膜經配置成鄰近於該圖案化器件以便防止粒子接觸該圖案化器件。
28.一種用於製造一表膜之方法，該方法包含：提供一薄膜；使該薄膜變得機械地受應力；提供一基板；在該表膜薄膜受應力時將該基板及該薄膜朝向彼此移動以便使 該基板與該受應力薄膜接觸；將該受應力薄膜附接至該基板；及圖案化該基板以便形成一框架，該框架支撐呈一受應力組態之該薄膜。
29.如條項28之方法，其中藉由橫越該表膜薄膜施加一差壓來機械地加應力於該薄膜。
30.如條項29之方法，其中施加該差壓包含將該表膜薄膜之一第一側曝露至大於大氣壓力之一壓力。
31.一種製造一圖案化器件總成之方法，其包含：執行一如條項28至30中任一項之方法；提供一圖案化器件；及將該表膜附接至該圖案化器件。
32.一種方法，其包含將一經圖案化輻射光束投影至一基板上，其中一如條項14至25中任一項之表膜提供於鄰近於圖案化該輻射光束之一圖案化器件之該輻射光束之路徑中。
31.一種表膜，其係使用如條項1至13中任一項之裝置予以製造。
32.一種套管，其具備一表膜框架及如條項14至25及31中任一項之表膜。
33.一種套管，其具備一圖案化器件、一表膜框架及如條項14至25及31中任一項之表膜。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

Claims (22)

  1. 一種製造用於生成一表膜(pellicle)之一中間產物(intermediate product)之裝置，生成之該表膜包含一表膜框架及藉由該表膜框架支撐之表膜薄膜且係使用以保護二圖案化器件免於粒子污染，其中該裝置包含：一薄膜支撐件，其經組態以支撐一薄膜，自其中之一部份變成該表膜薄膜；一基板支撐件，其經組態以支撐一基板，自其中形成該表膜框架；及一加應力總成，其經組態以賦予(impart)一張應力至支撐於該薄膜支撐件上的該薄膜以使該薄膜偏轉朝向該基板支撐件，其中該薄膜支撐件及該基板支撐件係組態以彼此相對移動以便在該薄膜係賦予該張應力及偏轉朝向該基板支撐件時，使該基板與該薄膜接觸。
  2. 如請求項1之裝置，其中該加應力總成經配置以將該薄膜之一第一側曝露至一第一壓力且將該薄膜之一第二側曝露至不同於該第一壓力的一第二壓力。
  3. 如請求項2之裝置，其中該第一壓力高於大氣壓力。
  4. 如請求項2或3之裝置，其中該第二壓力實質上等於大氣壓力。
  5. 如請求項2或3之裝置，其進一步包含一壓力監測器，該壓力監測器經配置以監測該第一壓力與該第二壓力之間的壓力差。
  6. 如請求項1、2或3之裝置，其進一步包含一應力監測器，該應力監測器經配置以監測指示該薄膜中之應力的該薄膜之一屬性。
  7. 如請求項6之裝置，其中該應力監測器係一偏轉監測器。
  8. 如請求項2之裝置，其中該加應力總成包含一腔室，該腔室包含經配置而經維持處於該第一壓力之一第一區及經配置而經維持處於該第二壓力之一第二區。
  9. 如請求項8之裝置，其中該第一區包含一氣體入口。
  10. 如請求項8之裝置，其中該第一區包含一洩漏閥。
  11. 如請求項8之裝置，其中該薄膜支撐件經配置在該腔室中且係圍繞該第一區與該第二區之間的該腔室之一內部表面而安置。
  12. 如請求項11之裝置，其中該薄膜支撐件界定該第一區與該第二區之間的一圓形孔隙。
  13. 如請求項12之裝置，其中該基板支撐件包含一扁平圓形表面，該扁平圓形表面經配置成與該圓形孔隙平行且與該圓形孔隙同心。
  14. 一種表膜，其包含預受應力之一表膜薄膜及一表膜框架，其中該表膜已自在張應力(tensile stress)下裝配於一基板上之一薄膜所製造，及其中該基板已經圖案化以形成該表膜框架且曝露該薄膜之一部份而變成由該張應力預受應力之該表膜薄膜。
  15. 如請求項14之表膜，其中該張應力足以防止該表膜薄膜中之皺折。
  16. 如請求項14至15中任一項之表膜，其中該張應力為至少一預定張應力。
  17. 如請求項16之表膜，其中該預定張應力係基於如下各者中之至少一者：該表膜薄膜之一幾何形狀；在使用中由該表膜薄膜之一部分進行之一最大准許偏轉；被預期為在使用中由該表膜薄膜遭遇之一最大差壓；及該表膜薄膜之一楊氏模數。
  18. 如請求項17之表膜，其中被預期為由該表膜薄膜遭遇之該最大差壓為2帕斯卡。
  19. 如請求項17之表膜，其中該表膜薄膜為矩形。
  20. 如請求項14或15之表膜，其中該表膜薄膜中之該最大張應力大於150MPa。
  21. 如請求項14或15之表膜，其中在該表膜薄膜內存在張應力之一不均勻分佈。
  22. 一種用於製造具有由一薄膜框架支撐之一表膜薄膜的一表膜之方法，該方法包含：提供一薄膜，自其中之一部分形成該表膜薄膜；使該薄膜藉由一張應力而變得機械地(mechanically)受應力；提供一基板；在該薄膜受應力時將該基板及該薄膜朝向彼此移動以便使該基板與該受應力薄膜接觸；將該受應力薄膜附接至該基板；及圖案化該基板以便形成一表膜框架，該表膜框架支撐呈一受應力組態之該表膜薄膜。
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