用于EUV光刻的超薄超低密度膜制造技术

公开了一种过滤形成的纳米结构护层膜。所述过滤形成的纳米结构护层膜包括多条碳纳米纤维，所述多条碳纳米纤维随机交叉以形成呈平面定向的互连网络结构。所述互连结构在厚度处于3nm的下限到100nm的上限范围内的情况下允许至少92％的高最小EUV透射率，以允许有效地进行EUV光刻处理。进行EUV光刻处理。进行EUV光刻处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于EUV光刻的超薄超低密度膜


[0001]本公开总体来说涉及用于半导体微芯片制作中的薄膜和薄膜装置，并且更具体地涉及用于极紫外线(EUV)光刻的超薄超低密度纳米结构独立护层(free
‑
standing pellicle)膜。

技术介绍

[0002]护层是覆盖光掩模的保护性覆盖物并且用于半导体微芯片制作中。光掩模可指代具有孔或透明部的不透明板，所述孔或透明部允许光以限定的图案透过。此类光掩模可常用于光刻和集成电路的生产中。光掩模作为主模板用于在衬底上产生图案，所述衬底通常是薄的硅切片，就半导体芯片制造来说被称为晶圆。
[0003]颗粒污染在半导体制造中可能是一个严重的问题。护层保护光掩模不受颗粒影响，所述护层是伸展在框架上方的薄透明膜，所述框架附接在光掩模的图案化侧上方。护层离掩模很近，但是足够远，使得落在护层上的中到小尺寸的颗粒将离焦太远不会被印出。最近，微芯片制造行业意识到护层还可保护光掩模不被源于除了颗粒和污染物之外的原因损坏。
[0004]极紫外线光刻是一种使用一定范围的EUV波长(更具体来说，13.5nm波长)的先进光学光刻技术。其使得半导体微芯片制造商能够以7nm分辨率和更大的分辨率将最精密特征图案化，并且在不增大所需空间大小的情况下放置更多晶体管。EUV光掩模的工作原理是反射光，对光的反射是通过使用钼和硅的多个交替层来实现。当EUV光源接通时，EUV光首先照射护层，穿过所述护层，并接着从光掩模下面反射回来，再次照射护层，再继续前行以印出微芯片。在此过程期间吸收一些能量并且因此可生成、吸收并累积热量。护层的温度可升温到从600℃至1000℃或高于1000℃的任何温度。
[0005]虽然耐热性很重要，但护层也必须对EUV非常透明以确保反射光和来自光掩模的光图案穿过。
[0006]进过数十年的研究和努力，于2016年开发出基于多晶硅的EUV护层，其中模拟的相对低功率的175瓦特EUV源仅具有78％的EUV透射。由于晶体管密度要求变大，因此严格的要求使EUV护层开发者面临更多的技术挑战，如更高的透射率、更低的透射变化、更高的温度耐受性以及强机械强度。
[0007]尽管已努力地通过在碳纳米管片中部署高含量的单壁碳纳米管(例如，以质量计高达98％)来达到更高的光透射率，但这些努力造成产品结构差，而这又导致机械强度和/或耐用性减小。因此，这种基于碳纳米管的薄膜必须具备某种程度的厚度来支撑其结构完整性。因此，这种基于碳纳米管的薄膜的EUV透射比仍不满足行业标准。因此，常规技术已限制了EUV光的透射比和护层膜的厚度的进一步发展。

技术实现思路

[0008]根据本公开的一方面，公开一种特殊结构的纳米结构膜。所述纳米结构膜包括多
条碳纳米纤维，所述多条碳纳米纤维随机交叉以形成呈平面定向的互连网络结构，所述互连网络结构具有在3nm的下限到100nm的上限范围内的厚度以及92％或高于92％的最小EUV透射率，其中所述多条碳纳米纤维包括至少50％的双壁碳纳米纤维。
[0009]根据本公开的另一方面，在一些实施方案中，厚度在所述3nm的下限到40nm的上限的范围内。
[0010]根据本公开的另一方面，在一些实施方案中，厚度在所述3nm的下限到20nm的上限的范围内。
[0011]根据本公开的又一方面，在一些实施方案中，所述互连网络结构的平均厚度为11nm。
[0012]根据本公开的另外的方面，在一些实施方案中，EUV透射率上升到高于95％。
[0013]根据本公开的又一方面，在一些实施方案中，EUV透射率上升到高于98％。
[0014]根据本公开的另外的方面，所述多条碳纳米纤维还包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，并且单壁碳纳米管的壁数目是一，所述双壁碳纳米管的壁数目是二，并且多壁碳纳米管的壁数目是三个或更多个。
[0015]根据本公开的另一方面，所述单壁碳纳米管占所有碳纳米管的百分比在20％到40％之间，双壁碳纳米管占所有碳纳米管的百分比是50％或更高，其余碳纳米管是多壁碳纳米管。
[0016]根据本公开的另外的方面，所述单壁碳纳米管占所有碳纳米管的20％以上但小于50％，双壁碳纳米管占所有碳纳米管的75％以上，其余碳纳米管是占所有碳纳米管的其余百分比的多壁碳纳米管。
[0017]根据本公开的另一方面，在任何聚焦区域处对来自同一纳米结构膜的任何两次EUV透射测量的差小于5％。
[0018]根据本公开的另一方面，在任何聚焦区域处对来自同一纳米结构膜的任何两次EUV透射测量的差小于2％。
[0019]根据本公开的另一方面，在任何聚焦区域处对来自同一纳米结构膜的任何两次EUV透射测量的差小于0.4％。
[0020]根据本公开的另一方面，所述网络尤其在用于EUV光刻应用或光刻扫描仪的情况下在恒定2Pa压力下、在10sccm的流速下、在8sccm的流速下、在3.5mbar(毫巴)/秒下或在任何扫描仪条件下具有小于3.5mm的挠度。
[0021]根据本公开的另一方面，所述挠度在恒定2Pa压力下、在10sccm的流速下、在8sccm的流速下、在3.5mbar/秒下或在任何扫描仪条件下小于0.6mm。
[0022]根据本公开的另一方面，对于全尺寸EUV护层(约110x144mm，其中在扫描仪中与遮罩的间隙为2.5mm)，所述网络尤其在用于EUV光刻应用或光刻扫描仪的情况下在经受3.5mbar/秒的抽空速度时具有小于0.1mm的挠度。
[0023]根据本公开的另一方面，所述网络在3.5mbar/秒的流速下具有小于0.1mm的挠度。
[0024]根据本公开的另一方面，所述网络在EUV辐射下产生小于0.3％的散射。
[0025]根据本公开的另一方面，所述纳米纤维共形地涂覆有金属、金属氧化物或氮化物，所述金属是从硼、钌、锆、铌、钼、铷、钇、锶或铑中选择。
[0026]根据本公开的另一方面，纳米结构膜具有约0.2μg/cm2到约6.0μg/cm2的面密度。
[0027]根据本公开的一个方面，公开一种护层。所述护层包括：护层边界，所述护层边界限定孔口；以及至少一个纳米结构膜，所述至少一个纳米结构膜安置到所述护层边界并且覆盖所述孔口。
[0028]根据本公开的另一方面，公开一种执行EU光刻的方法。所述方法包括使EUV辐照透射穿过护层。
附图说明
[0029]在以下详细描述中参考所述的多个附图通过本公开的优选实施方案的非限制性示例进一步描述本公开，其中贯穿附图的数个视图相似的字符表示相似的元件。
[0030]图1示出根据示例性实施方案的用于形成护层膜的过滤方法。
[0031]图2示出根据示例性实施方案的样本A至样本I中的不同类型的CNT构成及其机械性质。
[0032]图3(A)示出根据示例性实施方案的DWCNT膜的微结构的扫描电子显微镜(SEM)图像。
[0033]图3(B)示出根据示例性实施方案的面密度。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纳米结构膜，所述纳米结构膜包括：多条碳纳米纤维，所述多条碳纳米纤维随机交叉以形成呈平面定向的互连网络结构，所述互连网络结构具有在3nm的下限到100nm的上限范围内的厚度和92％的最小EUV透射率，其中所述多条碳纳米纤维包括至少50％的双壁碳纳米纤维。2.根据权利要求1所述的纳米结构膜，其中所述厚度在所述3nm的下限到40nm的上限的范围内。3.根据权利要求1所述的纳米结构膜，其中所述厚度在所述3nm的下限到20nm的上限的范围内。4.根据权利要求1所述的纳米结构膜，其中所述互连网络结构的平均厚度为11nm。5.根据权利要求1所述的纳米结构膜，其中EUV透射率上升到高于95％。6.根据权利要求1所述的纳米结构膜，其中EUV透射率上升到高于98％。7.根据权利要求1所述的纳米结构膜，其中所述多条碳纳米纤维还包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管，并且其中单壁碳纳米管的壁数目是一，所述双壁碳纳米管的壁数目是二，并且所述多壁碳纳米管的壁数目是三个或更多个。8.根据权利要求7所述的纳米结构膜，其中所述单壁碳纳米管占所有碳纳米管的百分比在20％到40％之间，双壁碳纳米管占所有碳纳米管的百分比为50％或更高，其余碳纳米管是多壁碳纳米管。9.根据权利要求7所述的纳米结构膜，其中所述单壁碳纳米管占所有碳纳米管的20％以上，双壁碳纳米管占所有碳纳米管的75％以上，所述其余碳纳米管是占所有碳纳米管的其余百分比的多壁碳纳米管。10.根据权利要求8所述的纳米结构膜，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD利马，植田贵洋，
申请(专利权)人：琳得科美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：