具有增大的euv光透光率的euv膜結構的製作方法

2023-08-06 04:02:21 1

專利名稱：具有增大的euv光透光率的euv膜結構的製作方法
技術領域：
本發明大體上系屬製造半導體裝置之領域。詳言之，本發明系屬 半導體晶圓之光刻圖案化的領域。
背景技術：
於半導體晶圓製造過程中，可使用超紫外線(extreme ultraviolet; EUV)光於光刻製程(lithographic process),使得能夠從掩膜轉移(transfer) 非常小的圖案(譬如奈米尺度圖案)至半導體晶圓。於EUV光刻術中， 能夠通過從反射表面之各部分(已從該等部分去除吸收膜)反射EUV光 而將形成於光刻掩膜上之圖案轉移至半導體晶圓。能夠放置膜結構 (pdlicle)於掩膜的前而以防止不需要的粒子到達掩膜表面，而藉此，防 止改變形成於掩膜上之圖案。然而，因為EUV光會由所冇已知材料高 度地吸收，因此放置膜結構(reticle)於掩膜的前而能夠明顯地減少EUV 光透光率(lighttransmittance)，這樣會不希望地減少EUV光刻術曝光工 具之產率。
於一種方法中，光刻掩膜保持在具有蓋之盒屮，蓋上所述蓋以保 護掩膜不會受到粒子汙染。於光刻掩膜已插入EUV光刻術曝光工具中 後，就在使用所述掩膜之前能夠於曝光工具之真空室中打開盒上的蓋。 於使用之後，能夠快速關上盒上的蓋以保護掩膜。然而，於此種方式， 當打開和關上蓋時，光刻掩膜可能被材料磨擦所產生之粒子所汙染。

發明內容
一種具有增大的EUV光透光率之EUV膜結構，實質顯示於和/或 說明於相關至少其屮--個圖式屮，更完整地提出於中請專利範圍中。


圖1顯示依照木發明之一個實施例之範例EUV光刻系統之圖，包 含附接於範例光刻掩股之範例EUV膜結構。
圖2顯示說明施行本發明之實施例之步驟之流程圖。
4圖3顯示依照本發明之一個實施例之範例電子系統之圖，包含通 過使用用來保護光刻掩膜之EUV膜結構製造之範例晶片或晶粒。
具體實施例方式
本發明系針對一種具有增大的EUV光透光率之EUV膜結構。下 列的說明包含關於施行本發明之特定的信息。熟悉此項技術者將了解 到本發明可用不同於本申請說明書中所討論之特定的方法來實施。再 者，為了不致於模糊了本發明，將不討論本發明之一些特定的細節。
於本申請說明書中之圖式和其所伴隨之詳細說明系針對僅例示本
發明之範例實施例。為了保持簡潔，本發明之其它實施例不特定說明 於本申請說明書中，並且不特別例示於該等圖式屮。
圖1顯示依照本發明之一個實施例之包含範例EUV膜結構的範例 EUV(超紫外線)光刻系統(l池ographic system)之圖，所述EUV膜結構附 接於與範例半導體晶圓一起操作之範例光刻掩膜。於圖1中，EUV光 刻系統102包含光刻掩膜104、 EUV膜結構106、 EUV光源108、和 光學儀器(optics)110，並且所述光刻系統102是與半導體晶岡112—起 操作，所述半導體晶圓112包含半導體晶粒(semiconductordie)114。光 刻掩股104(其為EUV反射掩股)包含基板116、反射膜(reflective film)118、和吸收膜(absorbent film)120，以及EUV膜結構106包含氣 凝膠膜(aerogd film)122和框架124。於晶圓製造期間於EUV光刻術曝 光工具屮之光刻製程中能夠使用EUV光刻系統102來轉移光刻掩膜 104上之圖案至半導體晶圓112。
如圖1中所示，反射膜118位於基板116之上並可包括多層膜以 用來反射EUV光。例如，反射膜118可包括一些鉬(molybdenum)和矽 之交替層。基板116可包括熔合的二氧化矽(silica)或其它具有低熱膨脹 係數(thermal expansion co-efficient)之適當的材料，並且能具有例如等於 約1/4吋(inch)之厚度。亦如圖1中所示，吸收膜120位於反射膜118 之上並包含圖案126。吸收膜120能夠包括如此技術中已知之適合的 EUV吸收材料。能夠通過反射EUV光以光刻方式轉移至半導體晶圓 112之圖案126，能夠通過選擇性地去除吸收膜120之部分而形成以露 出反射膜118之對應部分。於半導體晶岡112之光刻製程期間，僅照射到反射膜118之露出部分之EUV光才由光學儀器110反射並射向半 導體晶圓112。
圖1中復顯示框架124附接到光刻掩膜104並可包括金屬或其它 適當的材料。框架124具有厚度128，其例如可在0.5公分(cm)至1.0 公分之間。框架124可通過黏膠(glue)或其它適當類型之固接物 (fastener)而附接到光刻掩膜104。亦如圖1中所示，氣凝膠膜122 設置在框架124上並位於光刻掩膜104之上。除了設置氣凝膠膜122 之外，框架124導致氣凝膠膜122位在圖案126之上方0. 5公分至1. 0 公分之間之距離，所述圖案126形成在光刻掩膜104之表面上。
氣凝膠膜122通過防止譬如粒子130之粒子接觸到光刻掩膜104 並由此防止不希望地改變了掩膜之表面上的圖案126，而對光刻掩膜 l(M提供保護。氣凝膠膜122能保護光刻掩膜104不受到例如直徑大亍 10. 0奈米(nanometer)粒子之汙染。氣凝膠膜122亦保持粒子(譬如粒 子130)距圖案126有足夠的距離，以通過確保粒子保持在大於成像光 學儀器110之聚焦深度(d印th-of-focus)之距離而防止粒子於光刻轉 印製程(lithographic printing process )期間被印到半導休晶圓112 上。氣凝膠脫122具有非常高之EUV光透光率並且能夠包括"氣凝膠" 形式的材料(臂如矽)。
"氣凝膠"是一種開孔間隙孔(open-celled mesoporous)之固體 材料，其通常包括90. 0%至99. 8%之間之空氣，並具冇在範圍1. 1毫克 (mg)/立方公分(cm"和150.0毫克/立方公分之間的密度。 一般而言，
當材料呈氣凝膠形式時，材料具有其最低密度。於氣凝膠形式屮，材 料具有較高EUV透光率，也就是說，較低的EUV吸收損失(與所述材料
之任何其它形式相比)。於奈米尺度觀點，氣凝膠結構上相似海綿，並 由相互連接之奈米粒子之網狀結構(network)組成。由於存在瑞利散射 (Rayleigh scattering)，因此氣凝膠具有透光率損失機制，而所述機 制是平滑的固體膜不具有的。瑞利散射是一種光學現象，當白光從較 其光波長為小之粒子散射開時就會發生。於氣凝膠膜中由於瑞利散射 所造成之透光率損失能夠通過減小氣凝膠之奈米孔之尺寸而最小化。 山此觀點多孔矽(porous silicon)尤其具有優點，因為容易可能以電 化學方式調整此材料屮之孔直徑。欲達到非常低的密度，氣凝膠膜122包括氣凝膠形式的材料。同 時，欲達到具有高EUV光透光率之氣凝膠膜，選擇用於低EUV吸收的 材料。例如，氣凝膠膜122能夠包括矽氣凝膠，所述矽氣凝膠包括多 孔矽。相較對於固態矽之明顯較高之密度2. 33 g/ cm3，矽氣凝膠具有 非常低之密度約1.9 mg/ cm3。能夠通過例如於基於氫氟酸 (HF) (hydrogen fluoride)之溶液中矽之電化學溶解而形成矽氣凝膠。 於另一實施例中，氣凝膠膜122能夠包括譬如呈氣凝膠形式之金屬(例 如，金屬泡沫氣凝膠)的材料。能夠通過用含有適當貴重或過渡金屬(譬 如釕)之離子之溶液注入水凝膠(hydrogel)而形成金屬泡沬氣凝膠 (metal foam aerogel)。注入之水凝膠然後能夠用加瑪射線(gamma ray) 照射以造成金屬奈米粒子沉澱，由此形成金屬泡沫。包括釕之金屬泡 沬具有極高的抗氧化性(oxidation resistance),其對於EUV股結構 尤其有利。
氣凝膠膜122具有例如能夠在約1. 0微米(micrometer)至約10. 0 微米之間之厚度132。於一個實施例中，氣凝膠膜122能夠具有約10. 0 微米之厚度。於約10. 0微米之厚度，氣凝膠膜122能夠透射超過97. 0 %之入射EUV光，此在EUV光刻術曝光工具中有利地造成非常小的產 率損失。能夠最佳地選擇厚度132以達成具有結構強度、粒子終止功 率(particle stopping power)、和EUV透光率之間平衡的氣凝膠膜。
於是，木發明之氣凝膠膜能夠具足夠厚之厚度，以提供充分強度以允 許使用氣凝膠膜而不需要支撐網(supporting mesh)並捕獲粒子(譬如 粒子130)，同吋足夠的薄以提供充分高的EUV光透光率。
復顯示於圖1中，EUV光源108位於EUV膜結構106下方，並提供 EUV光之來源以用來轉移光刻掩膜104表面上之圖案126至半導體晶圓 112。亦顯示於圖1屮，來白EUV光源108之入射EUV光134通過EUV 膜結構106之氣凝膠膜122,並照射於光刻掩膜104之表而。照射反射 膜118之不由吸收膜120所覆蓋之.-部分之EUV光134的部分，反射 回通過氣凝膠股122作為反射的EUV光136,所述反射的EUV光136 能夠通過光學儀器110並照射在半導體晶圓112。反之，照射吸收膜 120之入射EUV光134之部分被吸收，並因此不反射回通過氣凝膠膜 122。於是，圖案126通過反射的EUV光136而被轉移(亦即，轉印)於半導體晶圓112上，所述反射的EUV光136為入射EUV光134之從光 刻掩膜104之圖案化表面反射之部分。
復顯示於圖1中，光學儀器110位於EUV膜結構106和半導體晶 圓112之間，並用來通過使用於EUV光刻轉印製程中之EUV光刻術打 印機而聚焦和導引反射的EUV光136至塗敷有阻劑(resist-coated)的 半導體晶圓112。復顯示於圖1中，半導體晶粒114位於半導體晶圓 112上，並與半導體晶圓112同時被製造。半導體晶粒114能夠是例如 微處理器晶粒。然而，半導體晶粒114亦能夠包括內存數組或於此技 術中己知的其它類型之集成電路。於晶圓製造期間，圖案126被轉移 至半導休晶粒114以及位於半導體晶圓112上之其它的半導體晶粒， 為了保持簡潔起見，於圖1中並未顯示該等其它的半導體晶粒。在已 完成半導體晶圓112之製造後，於切割製程中半導體晶粒114能夠與 半導體晶圓112分離。
因此，通過使用EUV膜結構中之氣凝膠膜以保護光刻掩膜，本發 明有效地保護光刻掩膜不受到不想要的粒於汙染，所述不想耍的粒子 會不—希望地改變掩膜之表面上之圖案。同吋，通過使用包含例如矽氣 凝膠之氣凝膠膜，本發明完成相較於習知EUV膜結構具有明顯增加EUV 光透光率之EUV膜結構。結果，本發明亦完成相較於習知膜結構有利 地提供EUV光刻術曝光工具—之增加產率之EUV膜結構。
圖2顯示說明施行本發明之實施例之範例方法之流程圖。某些細 節和特徵已不出現在流程圖200屮，因為該等細節和特徵對於熟悉此 項技術之一般人員是顯而易知的。例如，步驟可由一個或多個子步驟 組成或可包含特殊之設備或材料，如於此技術已知者。
現參照圖2中流程圖200之步驟202，於EUV光刻製程期間通過使 用圖1中包括氣凝膠膜122之EUV膜結構106以保護光刻掩膜104而 製造半導體晶圓112。於EUV光刻製程期間，通過使用其使用EUV光之 EUV光刻印表機而能將光刻掩膜104上之圖案126轉移至塗敷有阻劑的 半導休晶岡112。氣凝膠膜122能夠包括矽氣凝膠，其冇效地保護光刻 掩膜104不受到不想要的粒子汙染並提供明顯增大的EUV光透光率。
於流程圖200之歩驟204，於已完成半導體晶圓112之製造後，於 切割製程中半導體晶粒114能夠與半導體晶圓112分離。通過於EUV
8光刻製程中使用本發明之EUV膜結構來保護光刻掩膜而製造的半導體 晶粒114，能夠是例如微處理器晶粒。
圖3顯示依照本發明之一個實施例之範例電子系統之圖，所述電 子系統包含通過使用用來保護光刻掩膜之EUV膜結構而製造之範例芯 片或晶粒。電子系統300包含存在於並經由電路板314相互連接之範 例模塊302、 304、和306、 IC晶片308、分離的組件310和312。於一 個實施例中，電子系統300可包含超過一個電路板。IC晶片308能夠 包括半導體晶粒，譬如圖1中的半導體晶粒114，所述半導體晶粒通過 使用本發明之EUV膜結構之實施例(譬如圖1中之EUV膜結構106)制 成。IC晶片308包含電路316，其能夠例如是微處理器。
如圖3中所示，模塊302、 304、和306安裝在電路板314上，並 且能夠個別是例如中央處理單元(CPU)、圖形控制器、數字訊號處理器 (DSP)、應用特定集成電路(ASIC)、視頻處理模塊、聲頻處理模塊、射 頻接收器、射頻發送器、影像傳感器模塊、電力控制模塊、電子機械 馬達控制模塊、或場可編程閘極數組(field programmable gate array, FPGA)、或任何使用於現代電子電路板中之其它種類模塊。電路板314 能夠包含一些互連接跡線(trace)(圖3中未顯示)，用來相互連接模塊 302、 304、和306、分離組件310和312、和IC晶片308。
亦顯示於圖3中，IC晶片308安裝在電路板314上，並且可以包 括例如由使用本發明之EUV膜結構之實施例製造之任何的半導體晶粒。 於一個實施例中，IC晶片308可以不安裝在電路板314上，並且可以 與在不同電路板上之其它模塊相互相連接。復顯示於圖3中，分離的 組件310和312安裝在電路板314上，並能夠個別例如是譬如一個包 含BAW或SAW濾波器(filter)等之分離的濾波器、電力放大器或運算 放大器(operational amplifier)、譬如電晶體或二極體等的半導體裝 置、天線組件(antenna element)、電感器(inductor)、電容器、或電 阻器。
電子系統300能夠使用於例如有線通訊裝置、無線通訊裝置、手 機、交換裝置(switching device)、路由器、中繼器(r印eater)、編 碼解碼器(codec) 、 LAN、 WLAN、藍牙致能裝置(Bluetooth enabled device)、數字相機、數字聲頻播放器和/或錄音機、數字視頻播放器和/或錄像機、計算機、監視器、電視機、衛星機頂盒(satellite set top box)、電纜數據機、數字汽車控制系統、數字控制家庭設備、 印表機、複印機、數字聲頻或視頻接收器、射頻(RF)收發器、個人數 字助理(PDA)、數字遊戲播放裝置、數字測試和/或測量裝置、數字航 空電子裝置(digital avionics device)、醫療裝置、或數字控制醫療 設備中、或用於現代電子應用設備中之任何其它種類之系統、裝置、 組件或模塊中。
因此，通過使用EUV膜結構中之包括例如矽氣凝膠之氣凝膠膜， 本發明提供有效地保護光刻掩膜不會受到不想要之粒子汙染而有利地 提供明顯增加之EUV光透光率的EUV膜結構。通過增加EUV光透光率， 本發明之EUV膜結構有利地於半導體晶圓之光刻製程期間增加EUV光 刻術曝光工具產率。
從木發明之上述說明，很顯然的可以使用各種技術來執行本發明 之概念而不會偏離本發明之範圍。再者，雖然木發明已參考特定的某 些實施例而作了說明，但是熟悉此項技藝者將了解到可作某些形式和 細部之改變而不會偏離木發明之精祌和範圍。因此，所說明之實施例 於所有方面將視為例示性的而不是限制性的。亦將了解到本發明並不 限制於此處所說明之特定的實施例，而是能夠做許多的重新配置、修 改、和替換而不會偏離木發明之範圍。
因此，已說明了具有增加EUV光透光率之EUV膜結構。
權利要求
1、一種用於保護光刻掩膜的超紫外線(EUV)膜結構(106)，所述膜結構包括氣凝膠膜(122)；框架(124)，用於將所述氣凝膠膜裝設在所述光刻掩膜之上；其中，所述氣凝膠膜使所述膜結構具有增大的EUV光透光率。
2、 一種通過如權利要求1所述的EUV膜結構所製造的半導體晶 粒(114)。
3、 如權利要求2所述的半導體晶粒，其巾，所述半導休晶粒為微 處理器晶粒。
4、 如權利要求1所述的EUV膜結構，其電，所述氣凝膠胰包括 呈氣凝膠形式的材料，其屮，所述材料被選擇以用於低EUV吸收。
5、 一利'用於製造半導休晶粒(114)的方法，所述方法包括下列步驟 使用超紫外線(EUV)光刻印表機製造(202)晶圓(112)，所述光刻印表機使用膜結構(106)以保護光刻掩膜(104)，所述膜結構包括氣凝膠股、 用於將所述氣凝膠膜裝設在所述光刻掩膜之上的框架，其中，所述氣 凝膠膜使所述服結構具有增大的EUV光透光率； 切靴204)所述晶圓以分離所述半導體晶粒(114)。
6、 如權利要求5所述的方法，其中，所述氣凝膠膜包括呈氣凝膠 形式的材料，其中，所述材料被選擇以用於低EUV吸收。
7、 如權利要求6所述的方法，其中，所述材料包括矽。
8、 如權利要求6所述的方法，其中，所述材料包括金屬。
9、 如權利要求8所述的方法，其中，所述金厲包括釕。
10、如權利要求5所述的方法，其中，所述半導體晶粒為微處理
全文摘要
依照一個例示實施例，一種用來保護光刻掩膜(lithographicmask)(104)的超紫外線(extreme ultraviolet，EUV)膜結構(pellicle)(106)包含氣凝膠(aerogel)膜(122)。所述膜結構復包含用來裝設氣凝膠膜於光刻掩膜之上的框架(frame)(124)。所述氣凝膠膜造成所述膜結構具有增大的EUV光透光率(light transmittance)。
文檔編號G03F1/14GK101583906SQ200780041790
公開日2009年11月18日 申請日期2007年11月9日 優先權日2006年11月10日
發明者K·永-韓, O·R·伍德二世, T·瓦洛 申請人:先進微裝置公司