TWI810289B - 薄膜總成、製備薄膜的方法、用於微影設備之薄膜、及薄膜的用途 - Google Patents

薄膜總成、製備薄膜的方法、用於微影設備之薄膜、及薄膜的用途 Download PDF

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Abstract

本發明描述一種晶圓，該晶圓包含在一個面上之一光罩及在相對面上之至少一個層，其中該光罩包含至少一個切割道，該切割道上覆該相對面之大體上不含該至少一個層的至少一部分。本發明亦描述一種製備一薄膜之方法，該方法包含以下步驟：提供一晶圓，該晶圓包含在一個面上之一光罩及在相對面上之至少一個層；在該光罩中界定一切割道；及選擇性地移除該至少一個層之一部分，該部分至少部分上覆該切割道；以及一種製備一薄膜之方法，該方法包含以下步驟：提供一薄膜核心，及在一非氧化環境中自該薄膜核心之至少一個面移除至少一些材料。在任何態樣中，該薄膜可包含一金屬氮化物層。

Description

薄膜總成、製備薄膜的方法、用於微影設備之薄膜、及薄膜的用途
本發明係關於一種晶圓、一種製備一晶圓之方法、一種包含該晶圓之用於一微影設備的薄膜、一種製備一薄膜之方法，及一種包含一薄膜的微影設備。
微影設備為經建構以將所要之圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)製造中。微影設備可(例如)將圖案自圖案化裝置(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。
由微影設備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。相比於習知微影設備(其可例如使用具有193nm之波長之電磁輻射)，使用為具有在4nm至20nm範圍內之波長之電磁輻射的EUV輻射之微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
微影設備包括圖案化裝置(例如光罩或倍縮光罩)。輻射被提供通過圖案化裝置或自圖案化裝置反射以在基板上形成影像。可提供薄膜以保護圖案化裝置免受空浮粒子及其他形式之污染物影響。圖案化裝置之表面上之污染物可造成基板上之製造缺陷。
亦可提供薄膜以用於保護除圖案化裝置之外的光學組件。 薄膜亦可用以在微影設備之彼此密封之區之間提供用於微影輻射之通路。薄膜亦可用作濾光器，諸如光譜純度濾光器。
已知薄膜可包含例如獨立隔膜，諸如矽隔膜、氮化矽、石墨烯或石墨烯衍生物、碳奈米管，或其他隔膜材料。光罩總成可包括保護圖案化裝置(例如，光罩)免受粒子污染之薄膜。薄膜可藉由薄膜框架支撐，從而形成薄膜總成。可例如藉由將薄膜邊界區膠合至框架來將薄膜附接至框架。框架可永久地或以可解除方式附接至圖案化裝置。
在使用期間，微影設備中之薄膜之溫度升高至自約500℃至1000℃或更高的任何溫度。此等高溫可損害薄膜，且因此需要改良耗散熱以便降低薄膜之操作溫度且改良薄膜使用壽命之方式。
已嘗試之一種方式為將薄金屬膜(塗層)例如釕膜塗覆於薄膜上。金屬膜增大薄膜之發射率，且藉此提高熱自薄膜發射出之速率，藉此致使薄膜在與其吸熱相同之速率下發出熱的平衡溫度降低。金屬層設置於薄膜之核心的一面上，其可為例如矽晶圓。
歸因於薄膜在EUV輻射束之光徑中的存在，對於薄膜有必要的是儘可能無粒子。此係因為粒子之存在可導致晶圓上之成像缺陷，且亦可導致薄膜上之熱點，其可最終導致薄膜之過早失效。運用製備包含核心及塗層之薄膜的現有方法，產生相對大數目個粒子，該等粒子可污染薄膜之表面。
因此所要的是提供一種用於產生薄膜之方法，其致使相較於使用現有技術產生之薄膜具有較低粒子污染的薄膜；以及一種根據此方法產生之薄膜。
此外，儘管薄膜必須具有足夠彈性以耐受微影設備內部之 惡劣環境，但由於薄膜係在EUV輻射之光徑中，因此需要減小藉由薄膜吸收之EUV輻射的量，此係由於此影響可在給定時段中經成像之晶圓的數目。
因此需要提供一種薄膜，該薄膜具有改良之EUV透射率，而且其亦證明良好效能且可經可靠地製造。
儘管本申請案大體上在微影設備詳言之EUV微影設備之內容背景中提及薄膜，但本發明不僅僅限於薄膜及微影設備，且應瞭解，本發明之主題可用於任何其他合適之設備或情形中。
舉例而言，本發明之方法可同樣應用於光譜純度濾光器。切實可行的EUV源，諸如使用電漿來產生EUV輻射之EUV源，不僅發射所要「帶內」EUV輻射，而且發射不合需要之(帶外)輻射。此帶外輻射最顯著地在深UV(DUV)輻射範圍(100nm至400nm)內。此外，在一些EUV源，例如雷射產生電漿EUV源之狀況下，來自雷射之通常在10.6微米下之輻射呈現顯著的帶外輻射。
在微影設備中，出於若干原因需要光譜純度。一個原因為抗蝕劑對帶外波長之輻射敏感，且因此施加至抗蝕劑之圖案的影像品質可在抗蝕劑曝光至此類帶外輻射之情況下劣化。此外，帶外輻射紅外線輻射，例如一些雷射產生電漿源中之10.6微米輻射，導致對微影設備內之圖案化裝置、基板及光學件之非吾人所樂見且不必要的加熱。此類加熱可導致此等元件損壞、其壽命降級及/或投影至抗蝕劑塗佈基板上及施加至抗蝕劑塗佈基板之圖案中的缺陷或失真。
典型光譜純度濾光器可例如由塗佈有諸如鉬之反射金屬的矽基礎結構(例如矽柵格，或具備孔之其他部件)形成。在使用中，典型頻 譜純度濾光器可經受來自例如入射紅外線及EUV輻射之高熱負荷。該熱負荷可能引起光譜純度濾光器之溫度高於800℃。在高熱端負載下，塗層可歸因於反射鉬塗層與底層矽支撐結構之間的線性膨脹係數的差而分層。矽基礎結構之分層及降級因氫氣之存在而加速，氫氣常常在使用光譜純度濾光器以便抑制碎屑(例如諸如粒子或其類似者之碎屑)進入或離開微影設備之某些部分的環境中用作氣體。因此，光譜純度濾光器可用作薄膜，且反之亦然。因此，本申請案中對「薄膜」之提及亦指對「光譜純度濾光器」之提及。儘管在本申請案中主要提及薄膜，但所有特徵可同樣應用於光譜純度濾光器。
在微影設備(及/或方法)中，需要使正用以將圖案施加至抗蝕劑塗佈基板之輻射的強度損失最小化。此情形之一個原因在於：理想上儘可能多的輻射應可用於將圖案施加至基板，例如以減少曝光時間且增大產出率。同時，需要使通過微影設備且入射於基板上之非所要的輻射(例如帶外)輻射之量最小化。此外，需要確保微影方法或設備中使用之頻譜純度濾光器具有足夠之使用壽命，且不會由於頻譜純度濾光器可曝露於之高熱負荷及/或頻譜純度濾光器可曝露於之氫氣(或類似者，諸如游離基物質，包括H*及HO*)而隨時間推移快速降級。因此需要提供一種改良型(或替代性)頻譜純度濾光器，且例如提供一種適合用於微影設備及/或方法之頻譜純度濾光器。
此外，儘管本申請案通常提及矽薄膜，但應瞭解，可使用任何合適之薄膜材料。舉例而言，薄膜可包含任何合適之碳類材料，包括例如石墨烯。
在已考慮到關於製造薄膜之已知方法及根據已知技術製造之薄膜之前述問題的情況下來進行本發明。
根據本發明之第一態樣，提供一種晶圓，該晶圓包含在一個面上之一光罩及在相對面上之至少一個層，其中該光罩包含至少一個切割道，該切割道上覆該相對面之大體上不含該至少一個層的至少一部分。
一些薄膜藉由將材料層沈積於矽晶圓之一面上來製造。晶圓之數個部分隨後經選擇性移除以產生最終薄膜。所使用之矽晶圓為圓形，此係由於此形狀為歸因於矽晶圓經產生之方式將使矽晶圓成為常見形狀。歸因於晶圓處理裝備之約束，需要儘可能長地維持圓形形狀以便易於操縱晶圓。然而，薄膜通常並非圓形，且因此需要經塑形以移除過量材料。此習知地藉由在矽晶圓中蝕刻亦被稱作切割道之凹槽進行。切割道界定薄膜之邊緣或周邊，且充當薄膜可自晶圓之剩餘部分移除沿著的弱點。出於實際原因，切割道在同一步驟中形成，在該步驟中，矽晶圓在矽晶圓之表面上自材料下面蝕刻以便形成「窗」，在薄膜用於微影設備中時，EUV輻射通過該窗。切割道可形成於光罩及/或晶圓中。
使用當前技術，由於蝕刻製程並不蝕刻通過沈積於晶圓之表面上的材料，因此必然發生的是沈積於晶圓之表面上的材料將橋接切割道。此橋接材料在稱作「切粒」之製程中經切割。當過量材料自將最終形成薄膜之材料移除時，橋接材料經打斷且產生微粒污染物。此等粒子可沈降於薄膜之表面上，且降低薄膜之效能。已嘗試藉由在真空存在情況下打斷橋接材料以便抽吸掉所產生之任何粒子來克服此問題。亦已嘗試藉由用蓋保護晶圓之表面上之膜來克服此問題。然而，此等嘗試中之兩者已證明為不成功的。
應瞭解，術語「上覆」將晶圓視為通常處於水平組態，其中光罩係在晶圓之最低面上且至少一個層係在晶圓之上部面上。關鍵特徵為，切割道及相對面上大體上不含至少一個層之部分上覆於彼此，使得大體上平行於晶圓之表面的線將通過切割道及大體上不含至少一個層之部分兩者。因此，至少一個層較佳地並不延伸越過晶圓之面的全部。亦應瞭解，切割道可相對於晶圓之表面成角度，即切割道可能並不垂直於晶圓之表面。在此狀況下，上覆應理解為意謂已被移除或以其他方式不存在的光罩之數個部分及至少一個層經定位，使得切割道連接此等部分。因此，當切割道蝕刻通過晶圓時，切割道連接大體上不含光罩之兩個部分與至少一個層。
晶圓較佳包含矽。
較佳使用矽，此係由於矽為微影領域中經充分表徵且明確界定的材料。亦證明矽有良好EUV透射率，且能夠耐受微影設備內之條件。然而，應瞭解，可使用其他合適材料，且根據本發明之第一態樣，本發明不限於僅矽。其他合適材料為已知為待用於薄膜中的合適材料。
光罩可包含一正性抗蝕劑或一負性抗蝕劑。正性抗蝕劑及負性抗蝕劑為微影領域中熟知之術語，且可使用任何適當抗蝕劑。
在光罩包含負性抗蝕劑之處，抗蝕劑暴露至輻射，該輻射使得抗蝕劑變得較不易可溶於顯影劑溶液中。因此，抗蝕劑之圖案對應於將不自晶圓移除以形成薄膜的材料。因此，在本發明中，光罩較佳包含負性抗蝕劑。
光罩用以界定晶圓之哪些部分將被保持且哪些部分將在後續處理步驟中被移除。光罩包含至少一個切割道，該切割道描畫可最終自 晶圓產生之薄膜之周邊的輪廓。因此，當使用負性抗蝕劑時，切割道將大體上不含抗蝕劑以便允許底層材料將被蝕刻掉。在實施例中，光罩保護晶圓材料之框架，該框架支撐形成薄膜自身之材料，該框架係最初沈積於晶圓之一個面上的材料層。
該至少一個層可包含一隔膜、一犧牲層及一薄膜層中的一或多者。
儘管一些薄膜為簡單矽薄膜，但已發現，薄膜之效能可藉由如下操作來改良：在矽之表面上設置一或多種材料，或甚至將材料沈積於矽上，且接著隨後移除底層矽以留下僅沈積於矽晶圓之表面上的材料以形成薄膜的EUV輻射通過之部分。
薄膜層可包含以下各者中之至少一者：一金屬層、一氧化物層、一氮化物層、一矽化物層、一半金屬層及一非金屬層。薄膜層可包含任何合適材料，其在微影設備中之操作條件下為化學及/或熱穩定的，且允許EUV透射。
合適金屬層可包含鉬、鋯及/或釕。氧化物層可包含二氧化矽或金屬氧化物。氮化物層可包含氮化矽、氮氧化矽、碳氮化物、氮化硼或類似物。矽化物層可包含金屬矽化物，諸如矽化鉬、矽化釕或矽化鋯。非金屬層可包含呈任何合適形式之碳，較佳地石墨烯。
已令人滿意地發現，金屬氮化物層可為最終薄膜提供某些優勢。金屬氮化物層可包含氮化鈦及/或氮化鉭。金屬氮化物層可具有任何合適厚度。需要使薄膜對於用於微影中之輻射例如EUV輻射的透射率最大化，同時仍使薄膜滿足適合於用於微影機器較佳地EUV微影機器中的其他實體要求。因此，對於薄膜較佳的是保持儘可能薄，同時亦保持薄膜要 求的必要實體特性。金屬氮化物層厚度可介於約0.1nm與約6nm之間。較佳地，金屬氮化物層厚度小於約1nm。金屬氮化物可充當晶種層。因此，金屬氮化物可充當一層，在該層上設置可稱作罩蓋層之另一層。罩蓋層可包含任何合適材料，包括釕、鉬、硼、鋯及其組合。罩蓋層可較佳地包含釕。已令人滿意地發現，金屬氮化物層可致使薄膜之增大之發射率，因此相對於先前薄膜有可能在同一金屬層厚度下或甚至減小之金屬層厚度下具有相同或更佳發射率。亦已令人滿意地發現金屬氮化物層減小或防止上覆金屬層諸如釕的抗濕潤。此允許薄膜相較於先前經受較高功率，同時仍維持其整合性。亦存在增大之熱穩定性，其亦為薄膜提供增大之功率能力。另一優勢為，薄膜層中小孔的量經減少，且存在薄膜之藉由金屬層覆蓋之表面的比例的增大。此情形防止底層材料之氧化，且藉此減小薄膜之透射率在使用情況下隨著時間的漂移。需要避免薄膜在使用情況下透射率之改變以允許晶圓的更一致成像。此外，金屬氮化物層可充當障壁以減慢或防止金屬矽化物歸因於矽與金屬層之反應的形成。金屬氮化物可增大矽與金屬層中之金屬反應以形成金屬矽化物所在的溫度，且藉此允許薄膜在較高電力及/或溫度下可靠地操作。金屬氮化物層可藉由此項技術中已知之任何合適方法來提供。舉例而言，金屬氮化物可藉由原子層沈積或化學氣相沈積來提供。
薄膜層可足夠強健以在無矽支撐層情況下形成薄膜。因此，在使用中，EUV輻射僅需要通過薄膜層且並不需要通過矽層。
犧牲層可為能夠易於在不損害晶圓情況下自晶圓移除的層。犧牲層較佳地在晶圓用作薄膜之前自晶圓移除。
晶圓可進一步包含一保護層。
保護層較佳地覆蓋至少一個層(即，沈積於晶圓核心之一個面上的材料層)。保護層充當障壁以防止對至少一個層之損害而且在晶圓自下部蝕刻掉時充當對至少一個層的支撐件。在無保護層情況下，若至少一個層並非不知夠強以支撐矽晶圓之重量，則至少一個層可受到損害及/或晶圓可沿著切割道斷裂。
保護層可包含聚合物、抗蝕劑及漆中的至少一者。應瞭解，可使用任何合適保護層。
較佳地，保護層包含聚(對二甲苯)(聚對二甲苯)。應瞭解，可使用任何合適聚合物。聚合物在其相對於晶圓上之至少一個層為非反應性之處為合適的，且能夠在不引起損害情況下自晶圓移除。舉例而言，保護層可溶解於並不溶解形成晶圓之其他材料的溶劑中，或可與並不與形成晶圓之任何其他材料反應或者與前述任何其他材料緩慢得多地反應的反應物反應。
根據本發明之一第二態樣，提供一種製備一薄膜的方法，該方法包含以下步驟：提供一晶圓，該晶圓包含在一個面上之一光罩及在相對面上的至少一個層；在該光罩中界定一切割道；及選擇性地移除該至少一個層之至少部分上覆該切割道的一部分。
歸因於用於生產薄膜之已知方法的限制，迄今為止，已不存在並不導致微粒污染物之產生的製備薄膜之合適方式，該等微粒污染物可非所要地沈積於薄膜的表面上。根據本發明之第二態樣的方法允許產生薄膜，同時使微粒之產生最小化。藉由選擇性地移除至少一個層之至少部分上覆切割道的至少一部分，此允許晶圓在無橋接切割道之至少一個層情況下被蝕刻掉。因此，不需要切粒或切割橋接切割道之材料且因此粒子之 產生被減小。
光罩可為正性抗蝕劑或負性抗蝕劑，且切割道可使用任何合適微影技術界定於抗蝕劑中。因此，切割道可使用微影形成於光罩中。
至少一個層之至少一部分可藉由任何合適技術來移除。較佳地，所使用之技術為蝕刻，更佳地為乾式蝕刻，儘管亦預期到濕式蝕刻或乾式蝕刻與濕式蝕刻的一組合。
方法可進一步包含將保護層設置於至少一個層之至少一部分上方。
如同本發明之第一態樣，保護層可用來支撐晶圓且阻止晶圓在蝕刻期間斷開。保護層亦可保護晶圓上可受到蝕刻損傷的至少一個層。
保護層之至少一部分可經移除以便允許過量晶圓材料自薄膜移除。保護層可實質上自整個晶圓移除，或可實質上沿著切割道移除以便允許薄膜之過量材料被移除，同時仍保持保護層及薄膜上之支撐件。
至少一個層可包含關於本發明之第一態樣描述之材料中的任一者。因此，該薄膜可包含一金屬氮化物層。金屬層可安置於金屬氮化物層上。
保護層可包含關於本發明之第一態樣描述之材料中的任一者。
根據本發明之第三態樣，提供一種製備一薄膜的方法，該方法包含以下步驟：提供一薄膜核心；及在非氧化環境中自薄膜核心之至少一個面移除至少一些材料。
需要提供一種薄膜，該薄膜給予高EUV透射率，同時仍保 持薄膜的耐受微影設備內之惡劣條件的能力。當前EUV薄膜為懸置於框架中的極薄(小於約100nm)獨立隔膜。現有薄膜包含矽核心與包含氮化矽及鉬及/或釕的額外層。儘管額外層用來增大薄膜的壽命，但其成本為主要歸因於EUV反射之降低之EUV透射率及增大之成像影響。努力集中於使得薄膜為儘可能穩固的以確保無故障出現。然而，製造高度複雜薄膜為昂貴的，且有必要減小對薄膜成像的影響且增大EUV透射率以便允許經由微影設備的高產出率。對薄膜之提及亦可被視為包括對晶圓之提及。因此，根據本發明之第三態樣之方法產生的薄膜可為本發明之第一及第二態樣中的晶圓。
已發現，發生於薄膜核心與罩蓋層之間的原生氧化物層為EUV透射損失之一個原因。儘管已進行了減小此層之厚度的努力，但其尚未成功且尚未證明為有可能消除原生氧化物層。
在根據本發明之第三態樣的方法中，原生氧化物層在薄膜核心處於非氧化環境中諸如真空中時被移除，以便避免原生氧化物層再生。非氧化環境可大體上不含任何氧。其可含有非反應性氣體，諸如惰性氣體或氮，或可包含氫氣。氣體較佳處於低壓。
方法可包含移除原生氧化物層之至少一部分。方法亦可替代地或另外包含削薄薄膜核心材料。
藉由移除原生氧化物層，薄膜具有較大EUV透射率，且罩蓋層隨後沈積於上面之表面為更均勻的，從而致使罩蓋材料的更均勻成層。此外，削薄薄膜核心具有相同益處，且另外進一步減小最終薄膜的總厚度。
方法亦可包含將一罩蓋層沈積於該薄膜之至少一個面上。
罩蓋層可為以下各者中之任一者：關於本發明之第一態樣描述的材料，或任何其他合適罩蓋材料。如本文所描述之金屬氮化物層可在沈積罩蓋層之前提供。如上文所述，金屬氮化物層之存在可為最終薄膜提供多個優勢。
罩蓋層提供薄膜之改良的效能。舉例而言，罩蓋層可增大薄膜發射熱所用之速率，藉此減小薄膜的操作溫度。
材料可藉由任何合適手段自薄膜移除。較佳地，材料藉由蝕刻移除。蝕刻可為乾式蝕刻、濕式蝕刻或前述兩者之一組合。乾式蝕刻可包含氧化矽層之濺鍍。舉例而言，惰性氣體之離子束可導向於非所要矽化層上以便自表面移除層。濺鍍可繼續以削薄薄膜核心。替代地或另外，蝕刻可使用諸如CxFy氣體或類似物之蝕刻氣體實行，如此項技術中已知。
為了防止氧化或其他污染，罩蓋層在真空下沈積。此減小污染物捕獲於薄膜核心與罩蓋層之間的風險，該等污染物可削弱最終薄膜。因此，蝕刻步驟及沈積步驟較佳地在薄膜不離開非氧化環境的情況下施行藉由將薄膜保持於非氧化環境內，此避免氧化物層在薄膜核心之表面上再生。
根據本發明之一第四態樣，提供一種用於一微影設備之薄膜，該薄膜包含一矽核心及一個或多個罩蓋層，其中該薄膜在矽核心與一或多個罩蓋層之間大體上不含氧化物層。
具有並不包含原生氧化物層之薄膜產生具有罩蓋層的改良之透射率及改良之均一性的薄膜。此提供更可預測且可再生之薄膜。經移除之氧化物層較佳為氧化矽。
根據本發明之第四態樣的薄膜可包含關於本發明之第一態 樣描述之材料中的任一者。
因此，根據本發明之第四態樣的薄膜可包含金屬氮化物層。金屬氮化物層可包含釕、鉬、硼、鋯、鈦、鉭或其組合。較佳地，金屬氮化物層包含氮化鈦及氮化鉭中的至少一者。
根據本發明之第五態樣，提供一種用於一微影設備之薄膜，其由根據本發明之第一態樣或第四態樣或根據本發明之第二態樣或第三態樣或第七態樣的晶圓製造，或包含該晶圓。
根據本發明之一第六態樣，提供根據本發明之第一態樣至第五態樣及第七態樣中之任一者的薄膜在微影設備中的使用。
根據本發明之一第七態樣，提供一種包含至少一個金屬氮化物層的薄膜。
如上文所述，一金屬氮化物層之存在提供優於並不包含此層之薄膜的數個優勢。
至少一個金屬氮化物層可包含釕、鉬、硼、鋯、鈦、鉭或其組合。較佳地，至少一個金屬氮化物層包含氮化鈦或氮化鉭。
至少一個金屬氮化物層可具有任何合適厚度。至少一個金屬氮化物層厚度可為約0.1nm至約6nm。較佳地，至少一個金屬氮化物層厚度小於約1.5nm。在其他薄膜中，可在罩蓋層下面提供具有例如鉬的金屬層。金屬氮化物層可部分或完全替換鉬層。歸因於藉由金屬氮化物層提供之有利性質，金屬氮化物層可薄於安置於其他薄膜中之等效位置中的層。此外，在金屬氮化物層在使用期間氧化的狀況下，產生之氧化物層相較於藉由厚於金屬氮化物層之原始層的氧化產生的氧化物層薄得多。此減小薄膜之透射率隨時間的改變，此為所要的。舉例而言，若諸如鉬層之金 屬層藉由薄於鉬層之金屬氮化物例如氮化鈦替換，則所得薄膜之透射率將增大，在使用期間EUV透射率的所觀測改變將減低，且薄膜將能夠耐受較高功率或溫度。
薄膜可包含安置於至少一個金屬氮化物層上之金屬罩蓋層。金屬罩蓋層可包含釕、鉬、硼、鋯、鈦、鉭或其組合。較佳地，金屬罩蓋層包含釕。
金屬罩蓋層可具有任何合適厚度。金屬罩蓋層可具有約0.1nm至約6nm之厚度。
薄膜可包含如此項技術中已知之一或多個其他層。薄膜可包含支撐薄膜隔膜的框架。
應瞭解，本發明之第一態樣至第七態樣可以任何組合來組合，且關於一個態樣描述之特徵可與關於本發明之另一態樣描述之特徵組合。舉例而言，根據本發明之第三態樣之方法產生的晶圓可用於根據本發明之第二態樣的方法中。類似地，根據本發明之第一態樣的晶圓可包含根據本發明之第三態樣形成的晶圓。換言之，根據本發明之第一態樣的晶圓在晶圓與可係罩蓋層之至少一個層之間可大體上不含原生氧化物層。在一實例中，本發明之任何態樣之方法或設備中的任一者可分別包含提供金屬氮化物層之步驟或具有金屬氮化物層。此外，與關於本發明之一個態樣描述之特徵相關聯的優勢亦適用於本發明之其他態樣。
綜上所述，本發明之方法允許薄膜之製造，該薄膜相較於先前薄膜具有更可預測且可再生之效能。所得薄膜適用於微影設備中，諸如且EUV微影設備中。先前尚不可能製造此類薄膜。根據本發明之方法製造出的薄膜能夠抵抗在該薄膜在使用中時達到之高溫，且亦由於該薄膜之 任一側上的塗佈材料層而抵抗游離基物質或其他反應性物質的攻擊。此外，在其中方法包含提供金屬氮化物層或薄膜包含金屬氮化物層的實施例中，最終薄膜受益於具有本文中所描述之層的優勢。
現將參看矽類薄膜描述本發明。然而，應瞭解，本發明不限於矽類薄膜，且同樣適用於光譜純度濾光器以及除矽外的核心材料。
10:琢面化場鏡面裝置
11:琢面化光瞳鏡面裝置
13:鏡面
14:鏡面
15:薄膜
16:切割道
17:罩蓋層/罩蓋材料/至少一個層
18:邊界
19:晶圓保持件
20:光罩
21:箭頭
22:保護層
23:晶圓
24:原生氧化物層
25:罩蓋層
26:非氧化氣氛或真空
27:部分/間隙
28:突出部分
B:極紫外線(EUV)輻射束
LA:微影設備
IL:照明系統
MA:圖案化裝置
MT:支撐結構
PS:投影系統
SO:輻射源
W:基板
WT:基板台
現將參看隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述本發明之實施例，其中：- 圖1描繪根據本發明之一實施例的包含微影設備及輻射源之微影系統；- 包含圖2a及圖2b之圖2描繪先前技術之薄膜的示意圖；- 圖3a至圖3d描繪根據本發明之第一態樣及第二態樣的薄膜及方法；- 圖4描繪遮蔽薄膜核心之先前技術方法；且- 圖5a及圖5b描繪根據本發明之第三態樣及第四態樣的薄膜及方法。
圖1展示根據本發明之一個實施例的包括薄膜15之微影系統，該薄膜係根據本發明之第二、第四、第五及第七態樣，或根據本發明之第一態樣或第三態樣的方法製造。該微影系統包含一輻射源SO及一微影設備LA。輻射源SO經組態以產生極紫外線(EUV)輻射束B。微影設備LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化裝置MA(例如，光罩)之支撐結構MT、投影系統PS及經組態以支撐基板W之基板台WT。照明系統IL經 組態以在輻射束B入射於圖案化裝置MA上之前調節該輻射束B。投影系統經組態以將輻射束B(現在由光罩MA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，微影設備將經圖案化輻射束B與先前形成於基板W上之圖案對準。在此實施例中，薄膜15描繪於輻射之路徑中且保護圖案化裝置MA。應瞭解，薄膜15可位於任何所要求位置中且可用以保護微影設備中之鏡面中的任一者。
輻射源SO、照明系統IL及投影系統PS可皆經建構及配置，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。在充分地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中所展示之輻射源SO屬於可稱作雷射產生電漿(LPP)源之類型。可例如為CO2雷射之雷射器經配置以經由雷射束將能量沈積至自例如燃料發射器提供之諸如錫(Sn)的燃料中。儘管在以下描述中提及錫，但可使用任何合適燃料。燃料可(例如)呈液體形式，且可(例如)為金屬或合金。燃料發射器可包含噴嘴，該噴嘴經組態以沿著朝向電漿形成區之軌跡而導向例如呈小滴之形式的錫。雷射束在電漿形成區處入射於錫上。雷射能量至錫中之沈積在電漿形成區處產生電漿。在電漿之離子之去激發及再結合期間自電漿發射包括EUV輻射之輻射。
EUV輻射係由近正入射輻射收集器(有時更通常被稱作正入射輻射收集器)收集及聚焦。收集器可具有經配置以反射EUV輻射(例如，具有諸如13.5nm之所要波長的EUV輻射)的多層結構。收集器可具有橢圓形組態，從而具有兩個橢圓焦點。第一焦點可處於電漿形成區處，且 第二焦點可處於中間焦點處，如下文所論述。
雷射器可與輻射源SO分離。在此種狀況下，雷射束可憑藉包含例如合適導向鏡及/或光束擴展器及/或其他光學件之光束遞送系統(未展示)而自雷射器傳遞至輻射源SO。雷射器及輻射源SO可一起被視為輻射系統。
由收集器反射之輻射形成輻射束B。輻射束B聚焦於一點處以形成電漿形成區之影像，該影像充當用於照明系統IL之虛擬輻射源。輻射束B聚焦之點可稱作中間焦點。輻射源SO經配置使得中間焦點位於輻射源之圍封結構中之開口處或附近。
輻射束B自輻射源SO傳遞至照明系統IL中，該照明系統IL經組態以調節輻射束。照明系統IL可包括琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11。琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11共同提供具有所需橫截面形狀及所需角度分佈之輻射束B。輻射束B自照明系統IL傳遞且入射於由支撐結構MT固持之圖案化裝置MA上。圖案化裝置MA反射且圖案化輻射束B。除了琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11以外或代替琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或裝置。
在自圖案化裝置MA反射之後，經圖案化輻射束B進入投影系統PS。投影系統包含複數個鏡面13、14，該複數個鏡面經組態以將輻射束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束，從而形成特徵小於圖案化裝置MA上之對應特徵的影像。舉例而言，可應用為4之縮減因數。儘管在圖1中投影系統PS具有兩個鏡面13、14，但投影系統可包括任何數目個鏡面(例如，六個鏡面)。
圖1中所展示之輻射源SO可包括未說明之組件。舉例而言，光譜濾光器可設置於輻射源中。光譜濾光器可實質上透射EUV輻射，但實質上阻擋其他波長之輻射，諸如紅外線輻射。
圖2a展示根據先前技術方法產生之薄膜之橫截面的示意性描繪。在此圖中，矽支撐件已被蝕刻掉以使邊界18及晶圓保持件19由切割道16分離。切割道16藉由罩蓋層17橋接。因此，為了自晶圓保持件19釋放邊界18，有必要的是打斷或切割橋接切割道16之罩蓋層17，其可導致可能污染罩蓋層17之非吾人所樂見的粒子的產生。
圖2b展示在圖2a中展示之薄膜之示意性平面圖。邊界18以假想線展示於切割道16內側。應瞭解，切割道16將歸因於存在罩蓋層17而不可見，但切割道16出於清楚起見予以展示。矽晶圓之邊界18充當罩蓋材料17周圍之框架，以便在用作薄膜時支撐罩蓋材料17。
圖3a描繪根據本發明之晶圓，其包含晶圓23、罩蓋層(至少一個層)17、切割道16及光罩20。罩蓋層17越過晶圓23之表面為連續的，且晶圓23之相對側上的光罩20界定切割道16。罩蓋層17可包含金屬氮化物層(未展示)。罩蓋層17可包含金屬層及安置於金屬層與晶圓23之間的金屬氮化物層。如上文所述，已令人滿意地發現金屬氮化物層之存在具有多個益處。
圖3b描繪罩蓋層17之上覆切割道16之一部分27已被移除之後的晶圓。箭頭21指示間隙27之在罩蓋層17中的至少一部分如何上覆切割道16之至少一部分。
在圖3c中，保護層22已施加至晶圓，且晶圓23已在不受光罩20保護之處蝕刻掉。蝕刻製程並不移除保護層22。至關緊要地，不 存在橋接切割道16之罩蓋材料17。
如圖3c中所示，保護層22可具有延伸至間隙27中的突出部分28。
在圖3d中，保護層22已被移除，且過量材料已被移除以便達成薄膜。來自晶圓23之剩餘材料充當框架以在用作薄膜時支撐罩蓋材料17。應瞭解，諸圖並未按比例繪製，且僅用以說明薄膜中之不同層而非其各別尺寸。
圖4描繪根據先前技術之薄膜的示意圖。核心材料包含藉由原生氧化物層24遮蔽之晶圓23的核心。當罩蓋層25沈積於晶圓上時，原生氧化物層24係在核心23與罩蓋層25之間。
圖5a描繪與如圖4中所展示之晶圓相同的晶圓，但原生氧化物層在非氧化氣氛或真空26內自晶圓23移除。罩蓋層沈積於核心上，同時仍處於非氧化氣氛或真空26中，其產生並不包含原生氧化物層的薄膜。一旦已移除了原生氧化物層，金屬氮化物層(未展示)便可設置於核心層上。金屬罩蓋層可隨後設置於金屬氮化物層上。金屬氮化物層及金屬層可包含關於本發明之任何態樣描述之任何金屬。
圖5b類似於圖5a，但描繪如下狀況：原生氧化物層24經移除且晶圓23接著經削薄，藉此產生薄膜，該薄膜相較於現有薄膜較薄且具有更佳透射率。罩蓋層25在原生氧化物層已被移除之後及/或當薄膜核心已經削薄之後予以沈積。再者，一旦原生氧化物層已被移除及/或薄膜核心已被削薄，即可提供金屬氮化物層。以此方式，可存在設置於晶圓23與罩蓋層25之間的金屬氮化物層。原生氧化物層及薄膜核心之一部分的移除及罩蓋層之後續沈積在非氧化環境內施行。
本發明之實施例亦可如以下條項中用語言所表達而描述：
1)一種晶圓，該晶圓包含在一個面上之一光罩及在相對面上之至少一個層，其中該光罩包含至少一個切割道，該切割道上覆該相對面之大體上不含該至少一個層的至少一部分。
2)如條項1之晶圓，其中該晶圓包含矽。
3)如條項1或2之晶圓，其中該光罩包含一正性抗蝕劑或一負性抗蝕劑。
4)如條項1至3中任一項之晶圓，其中該至少一個層包含一隔膜、一犧牲層及一薄膜層中的一或多者。
5)如條項4之晶圓，其中該薄膜層包含一金屬層、一氧化物層、一氮化物層、一矽化物層、一半金屬層、一非金屬層及一金屬氮化物層中之至少一者，視需要其中該金屬層及/或該金屬氮化物層包含釕、鉬、硼、鋯、鈦、鉭或其組合。
6)如條項1至5中任一項之晶圓，其中該晶圓進一步包含一保護層。
7)如條項6之晶圓，其中該保護層配置於該至少一個層上方，該至少一個層配置於保護層與光罩之間。
8)如條項7之晶圓，其中該保護層具有延伸至一間隙中之一突出部分，該間隙在該相對面之該部分大體上不含該至少一個層的方位處形成於該至少一個層中。
9)如條項6至8中任一項之晶圓，其中該保護層包含一聚合物、一抗蝕劑及一漆中的至少一者，較佳地其中該聚合物為聚(對二甲苯)。
10)一種總成，其包含一晶圓、設置於該晶圓之一個面上的一光罩及設置於該晶圓之相對面上的至少一個層，其中該光罩包含至少一個切割 道，該切割道上覆該相對面之大體上不含該至少一個層的至少一部分。
11)如條項10之總成，其中該晶圓包含矽。
12)如條項10或11之總成，其中該光罩包含一正性抗蝕劑或一負性抗蝕劑。
13)如條項10至12中任一項之總成，其中該至少一個層包含一膜、一犧牲層及一薄膜層中的一或多者。
14)如條項13之總成，其中該薄膜層包含一金屬層、一氧化物層、一氮化物層、一矽化物層、一半金屬層、一非金屬層及一金屬氮化物層中之至少一者，視需要其中該金屬層及/或該金屬氮化物層包含釕、鉬、硼、鋯、鈦、鉭或其組合。
15)如條項10至14中任一項之總成，其中該總成進一步包含一保護層。
16)如條項15之總成，其中該至少一個層配置於該保護層與該晶圓之間。
17)如條項16之總成，其中該保護層具有延伸至一間隙中之一突出部分，該間隙在該相對面之大體上不含該至少一個層之該部分處形成於該至少一個層中。
18)如條項10至17中任一項之總成，其中該保護層包含一聚合物、一抗蝕劑及一漆中的至少一者，較佳地其中該聚合物為聚(對二甲苯)。
19)一種製備一薄膜的方法，該方法包含以下步驟：提供一晶圓，該晶圓包含在一個面上之一光罩及在相對面上的至少一個層；在該光罩中界定一切割道；及選擇性地移除該至少一個層之至少部分上覆該切割道的一部分。
20)如條項19之方法，其中該方法進一步包含設置一保護層於該至少一個層的至少一部分上方。
21)如條項19之方法，其中該方法進一步包含在該至少一個層之至少一部分上方設置一保護層，使得該至少一個層之該至少一部分配置於該保護層與該光罩之間。
22)如條項20或21之方法，其中該保護層具備延伸至一間隙中的一突出部分，該間隙藉由該至少一個層之該選擇性移除的部分形成。
23)如條項19至22中任一項之方法，該方法進一步包含蝕刻該晶圓之至少一部分。
24)如條項23之方法，該方法進一步包含移除該保護層的至少一部分。
25)如條項19至24中任一項之方法，其中該切割道及/或該光罩藉由微影界定。
26)如條項19至25中任一項之方法，其中該至少一個層包含一膜、一犧牲層及一薄膜層中的一或多者。
27)如條項23至26中任一項之方法，其中該蝕刻為乾式蝕刻、濕式蝕刻或前述兩者的一組合。
28)如條項19至27中任一項之方法，其中該保護層包含一聚合物、一抗蝕劑及一漆中的至少一者。
29)如條項28之方法，其中該保護層包含聚(對二甲苯)。
30)一種製備一薄膜之方法，該方法包含以下步驟：提供一薄膜核心；及在一非氧化環境中自該薄膜核心之至少一個面移除至少一些材料。
31)如條項30之方法，其中該方法進一步包含將一罩蓋層沈積於該薄 膜之至少一個面上，視需要其中該罩蓋層包含一金屬氮化物層及/或一金屬層。
32)如條項30或31之方法，其中材料藉由蝕刻移除。
33)如條項32方法，其中該蝕刻為乾式蝕刻、濕式蝕刻或前述兩者的一組合。
34)如條項32或33之方法，其中該蝕刻藉由將一惰性氣體之一離子束導引至該薄膜核心之該表面上來實現。
35)如條項31至34中任一項之方法，其中該罩蓋層係在真空下沈積。
36)如條項30至35中任一項之方法，其中該非氧化環境為一真空。
37)一種用於一微影設備之薄膜，其包含一矽核心及一或多個罩蓋層，其中該薄膜大體上不含該矽核心與該一或多個罩蓋層之間的一氧化物層。
38)一種用於一微影設備之薄膜，該薄膜由如下各者或根據條項19至36的方法製成或包含以下各者：如條項1至9中任一項之一晶圓，或如條項10至18或條項37中任一項的一總成。
39)根據條項19至36之方法製造或根據條項1至18或37中任一項之一薄膜在一微影設備中的使用。
40)一種用於一微影設備之薄膜，其中該薄膜包含至少一個金屬氮化物層。
41)如條項40之薄膜，其中該至少一個金屬氮化物層包含氮化鈦及氮化鉭中的至少一者。
雖然上文已描述了本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為說明性的， 而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見的是，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。
10:琢面化場鏡面裝置
11:琢面化光瞳鏡面裝置
13:鏡面
14:鏡面
15:薄膜
B:極紫外線(EUV)輻射束
LA:微影設備
IL:照明系統
MA:圖案化裝置
MT:支撐結構
PS:投影系統
SO:輻射源
W:基板
WT:基板台

Claims (16)

  1. 一種薄膜總成，其包含一晶圓、設置於該晶圓之一個面上的一光罩及設置於該晶圓之相對面上的至少一個層，其中該光罩包含至少一個切割道，該切割道上覆(overlie)該相對面之實質上不含該至少一個層的至少一部分。
  2. 如請求項1之薄膜總成，其中：該晶圓包含矽；及/或該光罩包含一正性抗蝕劑或一負性抗蝕劑；及/或該至少一個層包含一隔膜(membrane)、一犧牲層及一薄膜層中的一或多者。
  3. 如請求項1或2之薄膜總成，其中該晶圓進一步包含一保護層，且其中該至少一個層配置於該保護層與該晶圓之間。
  4. 如請求項3之薄膜總成，其中該保護層具有延伸至一間隙中的一突出部分(projecting part)，該間隙在該相對面之實質上不含該至少一個層之該部分處形成於該至少一個層中。
  5. 如請求項3之薄膜總成，其中該保護層包含一聚合物、一抗蝕劑及一 漆層(lacquer layer)中的至少一者。
  6. 一種製備一薄膜的方法，該方法包含以下步驟：提供一總成，該總成包含一晶圓、設置於一個面上之一光罩及設置於相對面上的至少一個層；在該光罩中界定一切割道；及選擇性地移除該至少一個層之至少部分上覆該切割道的一部分。
  7. 如請求項6之方法，其中該方法進一步包含在該至少一個層之至少一部分上方設置一保護層，使得該至少一個層之該至少一部分配置於該保護層與該光罩之間。
  8. 如請求項7之方法，其中該保護層具備延伸至一間隙中之一突出部分，該間隙藉由該至少一個層之該選擇性移除部分形成。
  9. 如請求項6至8中任一項之方法，該方法進一步包含：蝕刻該晶圓之至少一部分；及/或移除該保護層之至少一部分。
  10. 如請求項6至8中任一項之方法，其中：該切割道及/或該光罩藉由微影界定；及/或該至少一個層包含一隔膜、一犧牲層及一薄膜層中的一或多者； 及/或該蝕刻為乾式蝕刻、濕式蝕刻或前述兩者之一組合；及/或該保護層包含一抗蝕劑、一漆層、及一聚合物中的至少一者。
  11. 一種製備一薄膜之方法，該方法包含以下步驟：提供一薄膜核心；及在一非氧化環境(non-oxidising environment)中自該薄膜核心之至少一個面移除至少一些材料。
  12. 如請求項11之方法，其中該方法進一步包含沈積一罩蓋層於該薄膜之至少一個面上。
  13. 如請求項11至12中任一項之方法，其中該罩蓋層係在真空下沈積，及/或其中該非氧化環境為一真空。
  14. 一種用於一微影設備之薄膜，其包含一矽核心及一或多個罩蓋層，其中該薄膜在該矽核心與該一或多個罩蓋層之間實質上不含(devoid of)一氧化物層。
  15. 一種用於一微影設備之薄膜，該薄膜由如下各者製造或包含如下各者：如請求項1至5中任一項之一薄膜總成、或如請求項14之一薄膜、或如請求項11至13中任一項之方法。
  16. 一種如請求項6至13中任一項之方法製造之一薄膜或如請求項1至5中任一項之一薄膜總成或如請求項14之一薄膜在一微影設備中的用途。
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