本发明构思涉及集成电路(IC)器件制造装置,更具体地,涉及用于曝光装置的保护膜(pellicle)以及包括该保护膜的光掩模组件,该曝光装置配置为制造IC器件。
背景技术:
在制造IC器件的工艺中,光刻工艺被用于在晶片上形成电路图案。在光刻工艺中,光掩模用于将期望的图案转移到晶片上。当光掩模被来自周围环境的异物诸如颗粒污染或由于周围环境而变形时,缺陷会出现在光掩模的图案转移到其的晶片上。
技术实现要素:
为了提高在制造IC器件的工艺期间的生产率,至少一些示例实施方式公开了一种能够保护用于光刻工艺的光掩模免受异物或周边环境影响的系统。
本发明构思提供了一种保护膜,该保护膜可以在光掩模的保存、运输和使用期间保护光掩模免受污染。本发明构思还可以提供一种在保护膜被用于曝光工艺时的高分辨率且机械稳定的结构。
本发明构思提供一种包括保护膜的光掩模组件,该保护膜可以提供关于极紫外(EUV)光或电子束(e-beam)的高分辨率并具有机械稳定的结构。
根据本发明构思的至少一个示例实施方式,提供一种包括保护膜隔膜(pellicle membrane)的保护膜。该保护膜隔膜包括多孔膜,该多孔膜包括多个纳米线,该多个纳米线彼此交叉地形成图案。
多孔膜可以限定沿多孔膜的厚度方向延伸的多个孔。所述多个纳米线限定所述多个孔使得所述多个孔可以沿线性路径和非线性路径中的至少一种延伸。在一些示例实施方式中,所述多个纳米线限定所述多个孔使得所述多个孔可以包括多个不规则图案化的通孔。在至少一些示例实施方式中,所述多个纳米线限定所述多个孔使得形成在多孔膜中的所述多个孔可以包括多个规则地图案化的通孔。
所述多个纳米线中的至少一些可以具有第一部分和第二部分。所述多个纳米线的第一部分可以与第二部分成一体,以形成网状结构。
所述多个纳米线中的至少一些可以在压力下附接到彼此并且所述多个纳米线中的所述至少一些可以提供该网状结构。
所述多个纳米线的每个可以具有圆形截面形状、椭圆形截面形状和多边形截面形状中的一种。
所述多个纳米线可以纵向地处于展开状态和折叠状态中的至少一个,以形成网状结构。
在至少一些示例实施方式中,所述多个纳米线可以包括单一元素。在至少一些其它的示例实施方式中,所述多个纳米线的每个可以包括异质结构,该异质结构包括至少两种不同的元素。
所述多个纳米线可以包括从由硅(Si)、碳(C)、镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、钌(Ru)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、硅氮化物(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、钇钡铜氧化物(YBCO)和硅碳化物(SiC)以及其组合组成的组选出的材料。
在至少一些示例实施方式中,所述多个纳米线的每个可以包括用n型掺杂剂或p型掺杂剂掺杂的元素。
所述多个纳米线的每个可以在所述多个纳米线的每个的厚度方向上具有约5nm(纳米)至约100nm的宽度。多孔膜可以具有约50nm至约4μm(微米)的厚度。
所述多个纳米线中的至少一些可以包括芯线和壳线,壳线围绕芯线。芯线可以包括第一材料并且壳线可以包括第二材料,第一材料可以不同于第二材料。
保护膜隔膜还可以包括盖层,该盖层覆盖所述多孔膜的至少一个表面。在一些示例实施方式中,盖层可以覆盖多孔膜的第一表面和多孔膜的第二表面,并且多孔膜的第一表面和第二表面在多孔膜的相反两侧。在一些示例实施方式中,盖层可以包括第一材料,多孔膜包括第二材料,其中第一材料不同于第二材料。盖层可以包括从由碳化硅(SiC)、二氧化硅(SiO2)、硅氮化物(Si3N4)、硅氮氧化物(SiON)、钇氧化物(Y2O3)、钇氮化物(YN)、硼碳化物(B4C)、钡氮化物(BaN)、钼(Mo)、钌(Ru)和铑(Rh)以及其组合组成的组选出的第一材料。
保护膜还可以包括支撑保护膜隔膜的保护膜框架。该保护膜框架可以通过粘合层附接到多孔膜。该保护膜隔膜还可以包括盖层,该盖层覆盖多孔膜的第一表面。该保护膜框架可以通过粘合层附接到盖层。
根据本发明构思的示例实施方式,提供一种包括保护膜和光掩模的光掩模组件。该保护膜可以包括保护膜隔膜,该保护膜隔膜可以包括多孔膜,该多孔膜包括多个纳米线,该多个纳米线彼此交叉地形成图案以形成网状结构。该光掩模可以包括一表面,其中保护膜被固定到光掩模的该表面。
所述多个纳米线限定多个孔使得所述多个孔沿线性路径和非线性路径中的至少一个延伸。
在至少一些示例实施方式中,所述多个纳米线限定所述多个孔使得所述多个孔中的至少一些可以不规则地成形且不规则地图案化。可选地,所述多个纳米线限定所述多个孔使得所述多个孔形成多个规则图案化的空间。
在光掩模组件中,保护膜隔膜还可以包括覆盖多孔膜的第一表面的盖层。
保护膜还可以包括保护膜框架,该保护膜框架包括第一端和第二端,第一端可以被固定到保护膜隔膜,第二端可以被固定到光掩模的所述表面。
根据至少一些示例实施方式,一种保护膜隔膜包括多孔膜以及在多孔膜中的多个纳米线,该多孔膜包括第一表面。所述多个纳米线可以形成多孔膜。所述多个纳米线中的第一纳米线与第二纳米线成一体,第一纳米线和第二纳米线可以彼此交叉地形成图案。第一表面可以比所述多个纳米线的每个厚。所述多个纳米线的每个可以包括圆形截面形状、椭圆形截面形状和多边形截面形状中的一种。所述多个纳米线可以限定沿多孔膜的厚度方向延伸的多个孔。可选地,所述多个纳米线可以限定所述多个孔使得所述多个孔沿线性路径和非线性路径中的至少一种延伸。
附图说明
本发明构思的以上和其它的特征及优点将从本发明构思的示例实施方式的更具体描述而明显,如附图中示出的,其中相同的附图标记在不同的视图中始终表示相同的部件。附图不必按比例绘制,而是重点在于示出本发明构思的原理。在附图中:
图1是根据示例实施方式的保护膜的截面图;
图2A至2D是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的多孔薄膜的示意性平面图;
图3A至3H是可构成根据示例实施方式的保护膜的多孔薄膜的纳米线的透视图;
图4A至4F是可构成根据示例实施方式的保护膜的多孔薄膜的纳米线的透视图;
图5是根据示例实施方式的保护膜的截面图;
图6是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法的示例的流程图;
图7A至7E是通过使用可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法来制造保护膜隔膜的方法的工艺操作的截面图;
图8是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法的另一示例的流程图;
图9A和9B是通过使用可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法来形成保护膜隔膜的方法的工艺操作的截面图;
图10是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法的另一示例的流程图;
图11是通过使用可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法来形成保护膜隔膜的方法的截面图;
图12A至12E是可被包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的形成方法的工艺操作的截面图;
图13是可与根据示例实施方式的保护膜结合的光掩模的示例的示意性平面图;
图14是根据示例实施方式的光掩模组件的截面图;
图15是根据示例实施方式的光掩模组件的截面图;
图16是根据示例实施方式的集成电路(IC)器件制造装置的构造的示意性截面图;
图17是根据示例实施方式的IC器件的制造方法的流程图;
图18A和18B是示出关于根据示例实施方式的保护膜的保护膜隔膜中包括的多孔薄膜的多个纳米线的密度和该多孔薄膜的厚度的极紫外(EUV)透射率的评估结果的曲线;
图19是示出根据示例实施方式的保护膜的包括多个纳米线的保护膜隔膜的带外(OoB)反射率与比较示例的OoB反射率之间的比较结果的曲线;
图20是包括通过使用根据示例实施方式的IC器件制造装置制造的IC器件的存储卡的方框图;以及
图21是包括存储卡的存储系统的方框图,该存储卡包括通过根据示例实施方式的制造IC器件的方法制造的IC器件。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本发明构思的示例实施方式,附图中示出本发明构思的一些示例实施方式。然而,示例实施方式可以以许多不同的形式实施,而不应被解释为限于这里阐述的实施方式。而是,提供这些示例实施方式使得本公开将全面和完整,并将本发明构思的示例实施方式的范围充分传达给本领域普通技术人员。在附图中,为了清晰,层和区域的厚度被夸大。附图中的相同的附图标记表示相同的元件,因此将省略其描述。
将理解,虽然术语“第一”、“第二”等可以在这里用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分,但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区别开。因此,如以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层和/或部分,而没有脱离示例实施方式的教导。
将理解,当一元件被称为“连接”或“联接”到另一元件时,它可以直接连接或联接到另一元件,或者可以存在居间元件。相反,当一元件被称为“直接连接”或“直接联接”到另一元件时,不存在居间元件。用于描述元件或层之间的关系的其它词语应当以类似的方式解释(例如,“在……之间”与“直接在……之间”,“相邻”与“直接相邻”,“在……上”与“直接在……上”)。当在这里使用时,术语“和/或”包括一个或更多相关列举项目的任意和所有组合。
为了便于描述,这里可以使用空间关系术语诸如“在……之下”、“在……下面”、“下”、“在……之上”、“上”等来描述如附图中所示的一个元件或特征与另一个(些)元件或特征的关系。将理解,除了附图所描绘的取向之外,空间关系术语旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如,如果附图中的装置被翻转,被描述为“在”其它元件或特征“下”或“下面”的元件可以取向为“在”所述其它元件或特征“上”。因此,术语“在……下面”可以涵盖之上和之下两种取向。装置可以另外地取向(旋转90度或处于其它取向),这里使用的空间关系描述语被相应地解释。
这里使用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的,而不意欲限制示例实施方式。当在这里使用时,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文另外清楚地表示。还将理解,如果在这里使用,术语“包括”、“包括……的”、“包含”和/或“包含……的”指定所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但是不排除一个或更多其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。表述诸如“……中的至少一个”,当在一列元件之后时,修饰整列元件而不修饰该列中的单个元件。除非另外地限定,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有与示例实施方式所属的领域中的普通技术人员通常理解的相同含义。还将理解的,术语,诸如在通常使用的字典中定义的那些术语,应当被解释为具有与它们在相关领域的背景中和本说明书中的含义一致的含义,而不应被解释为理想化或过度正式的意义,除非这里明确地如此限定。
当一些示例实施方式可以被另外地实施时,这里描述的各工艺步骤可以以另外的方式执行。也就是,例如,以连续的顺序描述的两个工艺步骤可以大致被同时执行或以相反的顺序执行。
由于例如制造技术和/或公差引起的图示形状的偏离是可预期的。因此,本发明构思的示例实施方式不应被解释为限于本申请中示出的区域的具体形状。而是,本发明构思的示例实施方式将包括由例如制造引起的形状偏差。当在这里使用时,术语“和/或”包括一个或更多相关列举项目的任意和所有组合。例如,当术语“基板”在这里使用时,它应当被理解为基板自身或者基板和包括形成在基板上的预定(和/或选择的(或期望的))层或膜的堆叠结构两者。此外,当表述“基板的表面”在这里使用时,它应当被理解为基板自身的暴露表面、形成在基板上的预定(和/或选择的(或者期望的))层和/或膜的外表面。当术语“纳米线”在这里使用时,它应当被理解为具有约100nm(纳米)或更小的直径以及几μm(微米)或更大的长度的纳米结构。
为了将使用极紫外(EUV)光或电子束(e-beam)的光刻技术应用到大规模生产,有多个问题需要被考虑。一个问题可以是控制在光刻工艺期间产生的异物引起的损坏。在光刻工艺期间产生的异物会污染光掩模,并且光掩模的污染会导致曝光工艺中的误差以及光掩模的使用寿命的减短。具体地,例如,使用EUV光的光刻技术可以表现出比使用ArF(氟化氩)扫描器时高得多的分辨率。然而,由于使用EUV光的光刻技术使用具有短波长的光,所以会存在将光掩模上的缺陷转移到将被曝光的晶片上的可能性。因此,例如,可以使用仅具有可允许的缺陷的EUV光掩模,并且光掩模上的颗粒被管理在可允许的水平或更低。
示例实施方式提供一种保护膜(pellicle),该保护膜可以在曝光工艺期间保护光掩模免受外部有缺陷的元件影响,并限制和/或防止由异物引起的损坏。具体地,至少一个示例实施方式提供一种具有保护膜隔膜(pellicle membrane)的保护膜,该保护膜隔膜可以确保结构稳定性并具有相对于EUV光的波长的高透射率。在示例实施方式中,保护膜可以限制和/或防止由于曝光工艺引起的热损伤。即使没有制备用于排气的额外的排气孔,保护膜也可以限制和/或防止污染物和/或外来颗粒被吸附并留在光掩模的精细图案上。污染物和/或外来颗粒可能由于光化学反应而在光掩模上生长,其中该光化学反应使用在光刻工艺期间照射的紫外(UV)光作为活化能,从而引起霾(haze)缺陷到光掩模的表面。
图1是根据示例实施方式的保护膜100的截面图。
参照图1,保护膜100可以包括保护膜隔膜140和保护膜框架150。保护膜框架150可以支撑保护膜隔膜140。保护膜隔膜140可以包括多孔薄膜120。
保护膜框架150可以通过粘合层160附接到多孔薄膜120。保护膜隔膜140可以被均匀地保持以在保护膜框架150上具有自支撑(free-standing)结构。
多孔薄膜120可以具有约50nm(纳米)至约4μm(微米)的厚度D。
传统地,使用极紫外(EUV)光的光刻工艺可以通过使用具有足够薄的厚度的保护膜隔膜来透射EUV光而进行。保护膜隔膜可以具有约几nm至约20nm的小厚度。然而,在保护膜包括薄的保护膜隔膜的情况下,会难以在保护膜上稳定地固定具有自支撑结构的保护膜隔膜。因此,为了改善保护膜隔膜的结构不稳定性,可以使用额外的支撑结构,诸如网状结构和/或格栅(grid)。然而,可形成保护膜隔膜的支撑结构的网状结构和/或格栅会在曝光工艺期间导致图像误差。
相反地,根据示例实施方式的保护膜隔膜140中包括的多孔薄膜120可以具有约50nm至约4μm的相对大的厚度D(与常规保护膜隔膜相比)。由于多孔薄膜120具有相对大的厚度D,所以保护膜隔膜140可以向保护膜100提供机械稳定性和结构稳定性。因此,可以不需要用于在保护膜框架150上稳定地支撑保护膜隔膜140的额外支撑结构。
根据至少一些示例实施方式,多孔薄膜120可以包括可彼此交叉布置以形成网状结构的多个纳米线。
图2A至2D是根据示例实施方式的具有各种结构的多孔薄膜120A、120B、120C和120D的示意性平面图,多孔薄膜120A、120B、120C和120D的每个可以被包括在图1中示出的保护膜100中。
图2A至2D示出具有特定形状的多孔薄膜120A、120B、120C和120D以及多孔薄膜120的各种平面构造。然而,根据本发明构思,图1中示出的多孔薄膜120的构造不限于图2A至2D中示出的示例。替代地,多孔薄膜120的形状和平面形状可以在本发明构思的范围内被不同地改变。
参照图2A至2D,多个孔H1、H2、H3和H4可以分别形成在多孔薄膜120A、120B、120C和120D中。例如,图2A中示出的孔H1可以在厚度方向(即Z方向)上穿过多孔薄膜120A。如图2A至2D所示的多孔薄膜120A、120B、120C和120D可以分别由多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4形成。
由于可分别形成多孔薄膜120A、120B、120C和120D的多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4如图2A至2D所示彼此交叉地布置以形成网状结构,多个孔H1、H2、H3和H4可以分别通过由多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4限定的空间制备。
多个孔H1、H2、H3和H4可以在厚度方向上分别穿过多孔薄膜120A、120B、120C和120D。多个孔H1、H2、H3和H4可以每个具有被多孔薄膜120A、120B、120C和120D的前侧表面暴露的第一端部以及被多孔薄膜120A、120B、120C和120D的背侧表面暴露的第二端部。多个孔H1、H2、H3和H4可以分别在多孔薄膜120A、120B、120C和120D的厚度方向上沿线性路径和非线性路径中的至少一个穿过多孔薄膜120A、120B、120C和120D。
在一些示例实施方式中,如图2A和2C所示,多个纳米线NW1和NW3可以以各种斜率缓和地弯曲并彼此交叉布置以形成网状结构。分别由多个纳米线NW1和NW3提供的多个孔H1和H3可以不规则地成形和/或不规则地布置。
在至少一些示例实施方式中,如图2B和2D所示,多个纳米线NW2和NW4可以不规则地布置成彼此交叉的直线(诸如针)以形成网状结构。分别由多个纳米线NW2和NW4提供的多个孔H2和H4可以不规则地成形和/或不规则地布置。
在至少一些示例实施方式中,如图2C和2D所示,多个孔H3和H4中的至少一些可以分别布置为形成多个规则布置的空间,例如空间SP1和SP2。多个空间SP1和SP2可以分别具有约0.01μm(微米)至约0.1μm的宽度W1和W2,并以规则间距布置。然而,图2C和2D中示出的多个空间SP1和SP2可以是非限制的示例,多个空间SP1和SP2的尺寸以及多个空间SP1和SP2之间的距离可以被不同地改变。
在至少一些示例实施方式中,分别构成多孔薄膜120A、120B、120C和120D的多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4可以以约0.01g/cm3至约2g/cm3的密度彼此交叉布置。多孔薄膜120A、120B、120C和120D中的每单位面积的多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4的密度可以分别在多孔薄膜120A、120B、120C和120D的整个区域上是相同的。可选地,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4的密度可以分别在多孔薄膜120A、120B、120C和120D的各区域中是不同的。在多孔薄膜120A、120B、120C和120D中的每单位面积的多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4的密度可以是体材料的密度的约20%或更少,该体材料为与多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4中包括的材料相同的材料。
在多孔薄膜120A、120B、120C和120D中,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4可以具有均匀的宽度和/或直径,或不同的宽度和/或直径。在至少一些示例实施方式中,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4可以在多个纳米线的每个的厚度方向上具有在约5nm(纳米)至约100nm的范围内选择的宽度和/或直径。
在至少一些示例实施方式中,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4中的至少一些可以分别彼此成一体并在多孔薄膜120A、120B、120C和120D中提供网状结构。在一些示例实施方式中,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4中的至少一些可以分别在压力下附着到彼此,并分别在多孔薄膜120A、120B、120C和120D中提供网状结构。在至少一些其它示例实施方式中,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4可以在多个纳米线的每个的纵长方向上处于展开状态、折叠状态和/或其组合,并分别为多孔薄膜120A、120B、120C和120D提供网状结构。
根据一些示例实施方式,多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4可以具有各种截面形状,例如包括但是不限于圆形截面形状、椭圆形截面形状或多边形截面形状。
图3A至3H是根据示例实施方式的具有各种形状的纳米线的透视图,其可以构成图1的多孔薄膜120中包括的多个纳米线。
如图3A至3H所示,图1的多孔薄膜120中包括的多个纳米线可以具有等同于和/或类似于从由(包括但是不限于)具有圆形截面形状的纳米线NWA、具有方形截面形状的纳米线NWB、具有六边形截面形状的纳米线NWC、具有管形状的纳米线NWD、具有带形状的纳米线NEW、具有多个孔隙PO的介孔纳米线NWF、具有交叉结构的纳米线NWG、以及具有分支结构(例如四脚锥体结构)的纳米线NWH组成的组选择的至少一种的结构。然而,本发明构思的示例实施方式不限于图3A至3H中示出的示例,多孔薄膜120可以包括具有各种形状的纳米线。
在至少一些示例实施方式中,多孔薄膜120中包括的多个纳米线可以具有如图3A至3H所示的纳米线NWA、NWB、NWC、NWD、NWE、NWF、NWG以及NWH中的至少一种的结构。图3A至3H中示出的纳米线可以在本发明构思的范围内改变和变化。
在至少一些示例实施方式中,图1的多孔薄膜120中包括的多个纳米线可以包括从由(包括但是不限于)硅(Si)、碳(C)、镍(Ni)、铂(Pt)、金(Au)、钌(Ru)、磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)、硅氮化物(Si3N4)、二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、钇钡铜氧化物(YBCO)、硅碳化物(SiC)和/或其组合组成的组选出的材料。
可形成图1的多孔薄膜120的多个纳米线(例如图2A至2D中分别示出的多个纳米线NW1、NW2、NW3和NW4)可以包括单一元素和/或具有包括至少两种不同元素的异质结构。
图4A至4F是可构成图1的多孔薄膜120的纳米线的结构的示例实施方式的图示。具体地,例如,图4A至4F示出异质纳米线,其包括至少两种不同的元素。
参照图4A,图1中示出的多孔薄膜120可以包括含有两种材料的异质纳米线220A。纳米线220A可以包括其中第一部分222A包含第一材料并且第二部分224A包含第二材料的结构。第一部分222A和第二部分224A在纳米线220A的纵长方向上交替地布置。第二材料可以不同于第一材料。
在至少一些示例实施方式中,第一部分222A可以包括与纳米线220A的第二部分224A中包括的材料不同的材料。第一部分222A和第二部分224A的每个可以包括从由(包括但是不限于)Si、C、Ni、Pt、Au和Ru组成的组选择的材料。也就是,例如,第一部分222A可以包括硅(Si),第二部分224A可以包括碳(C)。
参照图4B,图1中示出的多孔薄膜120可以包括包含两种材料的异质纳米线220B。纳米线220B可以包括圆形或椭圆形的芯线222B以及壳线224B。圆形或椭圆形的芯线222B包含第一材料,壳线224B包含第二材料。壳线224B围绕芯线222B。第二材料可以不同于第一材料。
在至少一些示例实施方式中,纳米线220B的圆形或椭圆形的芯线222B和壳线224B的每个可以包括从由(包括但是不限于)Si、C、Ni、Pt、Au以及Ru组成的组选出的材料。也就是,例如,圆形或椭圆形的芯线222B可以包含硅(Si),壳线224B可以包含碳(C)。
参照图4C,图1中示出的多孔薄膜120可以包括含有两种材料的异质纳米线220C。纳米线220C可以包括多边形芯线222C以及壳线224C。芯线222C可以包含第一材料;壳线224C可以包含第二材料。壳线224C围绕芯线222C。第二材料可以不同于第一材料。
在至少一些示例实施方式中,纳米线220C的芯线222C和壳线224C的每个可以包括从由(包括但是不限于)Si、C、Ni、Pt、Au以及Ru组成的组选出的材料。也就是,例如,芯线222C可以包括用n型掺杂剂掺杂的氮化镓(GaN),壳线224C可以包括用p型掺杂剂掺杂的氮化镓(GaN)。这里,n型掺杂剂可以是磷(P)和/或砷(As),而p型掺杂剂可以是硼(B)。
图4D、4E和4F分别示出具有三重芯-壳结构的纳米线220D、220E和220F。
参照图4D至4F,纳米线220D、220E和220F可以分别包括p型芯线222D、222E和222F。纳米线220D、220E和220F还可以包括配置为分别围绕p型芯线222D、222E和222F的本征壳线224D、224E和224F。纳米线220D、220E和220F还可以包括配置为分别围绕本征壳线224D、224E和224F的n型壳线226D、226E和226F。
参照图4D,纳米线220D可以包括六边形的p型芯线222D、六边形的本征壳线224D以及六边形的n型壳线226D。
参照图4E,纳米线220E可以包括圆形或椭圆形的p型芯线222E、六边形的本征壳线224E以及六边形的n型壳线226E。
参照图4F,纳米线220F可以包括圆形或椭圆形的p型芯线222F、六边形的本征壳线224F以及四边形的n型壳线226F。
在至少一些示例实施方式中,纳米线220D、220E和220F可以由硅(Si)形成。
图3A至3H中示出的纳米线NWA、NWB、NWC、NWD、NWE、NWF、NWG和NWH、图4A至4F中示出的纳米线220A、220B、220C、220D和220F、以及具有与其类似的结构的纳米线可以通过使用如在本申请中讨论的各种方法合成。
在至少一些示例实施方式中,所述多个纳米线可以通过使用(包括但是不限于)气体颗粒生长方法、液体生长方法、固体颗粒制造方法、气-液-固(VLS)生长方法或氧化物辅助生长(OAG)方法来合成。
在至少一些示例实施方式中,为了合成单元素纳米线,用于一维(1D)生长的化学反应可以通过使用1D板诸如多孔膜或纳米纤维引起。1D生长可以通过使用金属催化剂、激光和/或其组合被引起。1D生长可以通过使用气液固(VLS)生长方法、溶液-液-固(SLS)生长方法和/或气-固(VL)生长方法引起。
在制造二维(2D)硅纳米线的示例中,光致抗蚀剂材料可以通过使用电子束光刻装置在纳米尺度的水平上被图案化,并且硅材料可以通过使用图案化的光致抗蚀剂作为掩模在纳米尺度的水平上被蚀刻。
在形成多个纳米线的方法的至少另一示例实施方式中,可以进行VLS生长方法。例如,可以形成纳米尺度的金属催化剂,并且2D硅纳米线可以通过在保持约900℃至约1000℃的相对高的温度的同时注入反应气体(例如SiH4(硅烷)气体)而生长。
在形成图3F中示出的介孔纳米线NWF的方法的示例中,可以使用在HF(氟化氢)水溶液或有机溶液中电化学地蚀刻硅基板的工艺。
在形成介孔纳米线NWF的方法的另一示例实施方式中,可以使用在HNO3/HF(硝酸/氟化氢)溶液中蚀刻硅基板的工艺。
在形成介孔纳米线NWF的方法的另一示例实施方式中,例如银(Ag)颗粒可以通过使用AgNO3(硝酸银)和氢氟(HF)酸的混合物在硅基板的表面上形成为蚀刻催化剂,并且银颗粒形成在其上的硅基板可以通过使用包括HF/H2O2/H2O(分别为氟化氢/过氧化氢/水)的溶液混合物蚀刻。
为了制造如图4A至4F所示的包含至少两种元素的异质纳米线,可以使用在金属催化剂的纳米颗粒上生长晶体的VLS生长方法。例如,异质纳米线可以通过在生长纳米线的工艺期间改变前驱体材料的种类而被合成。在此情形下,例如,当新的改变后的前驱体材料通过正生长的纳米线和催化剂之间的界面生长并且没有被吸附在纳米线的表面上时,新的改变后的前驱体材料可以在纳米线的轴向方向上生长。因此,可以获得具有与如图4A所示的纳米线220A类似的结构的轴向异质纳米线。在至少另一示例实施方式中,当新的改变后的前驱体材料容易吸附在正生长的纳米线的表面上时,可以获得图4B至4F中示出的纳米线220B、220C、220D、220E和220F、或具有类似结构的环绕异质纳米线。
在制造具有芯-壳结构的纳米线的方法的至少一示例中,可以使用通过用于形成壳的材料替换形成芯的纳米线的表面的工艺。
在制造包括芯-壳结构的纳米线的工艺的至少一示例中,通过在极性溶剂中分散金属纳米线形成的金属纳米线分散溶液以及通过将金属前驱体溶解在非极性溶剂中形成的金属前驱体溶液可以被制备,并且金属纳米线分散溶液可以与金属前驱体溶液混合。极性溶剂可以包括(包括但不限于)水(H2O)、甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H6O)、异丙醇(C3H8O)、二甲基亚砜(C2H6OS)、二氯甲烷(CH2Cl2)以及四氢呋喃(C4H8O)中的至少一种。非极性溶剂可以包括二甲苯(C8H10)、甲苯(C7H8)、苯(C6H6)以及己烷(C6H14)中的至少一种。金属纳米线可以包括镍(Ni),但是不限于此。
在至少一些示例实施方式中,包括碳纳米管(CNT)-硅纳米线的芯-壳结构和/或包括硅纳米线-CNT的芯-壳结构可以通过使用激光烧蚀工艺、VLS合成工艺、无电蚀刻工艺、热化学气相沉积(CVD)工艺和/或其组合形成。也就是,例如,热CVD工艺可以在供应氢(H2)气体和CH4(甲烷)气体到硅纳米线的同时在约1100℃的反应温度进行约五分钟。此后,合成的纳米复合物可以被热处理以去除非晶碳层并改善纳米复合物的结晶性。
在至少一些示例实施方式中,SiC(碳化硅或金刚砂)纳米线可以通过使用CNT(碳纳米管)作为基质并使用SiH4(硅烷)和C3H8(丙烷)作为主源气体而形成。金属催化剂可以形成在硅基板上,并且其上形成金属催化剂的硅基板可以通过使用NH3(氨)被表面处理。之后,CNT可以通过在约700℃的温度供应碳源例如C2H2(乙炔)而生长。此后,获得的所得结构可以被传输到射频(RF)-感应CVD(化学气相沉积)系统,氢(H2)气体可以供应到RF-感应CVD系统,并且所得结构可以在约1000℃的温度被表面处理约五分钟,从而可以生长SiC纳米线。
返回参照图1,形成在保护膜框架150的中心的开口150H可以具有约50mm(毫米)至约150mm的宽度150W。也就是,例如开口150H可以具有约50mm×50mm的正方形形状、约50mm×80mm的矩形形状和/或约110mm×140mm的矩形形状;然而,开口150H的形状不限于上述尺寸。
多孔薄膜120可以具有足够大的尺寸以完全覆盖开口150H。也就是,例如多孔薄膜120可以具有比开口150H的平面尺寸大的平面尺寸。例如,多孔薄膜120可以具有约60mm×60mm、约60mm×90mm和/或约120mm×150mm的平面尺寸;然而,多孔薄膜120的配置不限于上述尺寸。
根据本发明构思的示例实施方式,形成在保护膜框架150的中心的开口150H的平面形状不限于四边形形状和/或矩形形状。包括各种平面形状构造的保护膜框架150可以根据光掩模基板的形状和结构使用。也就是,例如,开口150H的平面形状可以具有各种形状构造,诸如(包括但是不限于)三角形形状、四边形形状、六边形形状或八边形形状。因此,保护膜框架150还可以具有与保护膜框架150的开口150H的平面形状相对应的各种形状构造(例如三角形形状、四边形形状、六边形形状和/或八边形形状)。
在至少一些示例实施方式中,保护膜框架150可以包括金属和/或聚合物。例如,保护膜框架150可以包括但是不限于碳、类金刚石碳(DLC)、铝、不锈钢和/或聚乙烯;然而,本发明构思不限于上述金属和/或聚合物。
在至少一些示例实施方式中,粘合层160可以包括粘合剂,诸如(包括但是不限于)丙烯酸树脂、环氧树脂和/或氟树脂;然而,本发明构思关于粘合层可包括的粘合剂的类型不限于此。
在至少一些示例实施方式中,多孔薄膜120可以通过使用粘合层160被人工地附接到保护膜框架150。在至少一些其它示例实施方式中,将多孔薄膜120附接到保护膜框架150上的工艺可以通过使用机器的自动化工艺进行。
如上所述,在保护膜100中,根据示例实施方式,多孔薄膜120可以包括彼此交叉布置以形成网状结构的多个纳米线。因而,多孔薄膜120可以确保对于结构稳定性足够的相对大的厚度并提供相对低的光密度。结果,具有例如在140nm(纳米)或约140nm(纳米)至在300nm或约300nm的波长的光的带外(OoB)反射率,除了具有约6.75nm至约13.5nm的波长的EUV光或电子束的OoB反射率之外,可以被减小,并且分辨度可以提高。此外,由于保护膜隔膜140包括多孔薄膜120,其包括彼此交叉布置以形成网状结构的多个纳米线,所以由于曝光工艺引起的热损坏可以被限制和/或防止,并且可以不必在保护膜框架150中形成用于除气的额外的排气孔。因此,关于本发明构思的示例实施方式,保护膜100的制造可以是简单且容易的,并且可以限制和/或防止霾缺陷在曝光工艺期间发生在光掩模的表面中。
图5是根据示例实施方式的保护膜300的截面图。在图5中,相同的附图标记用于表示与图1中相同的元件,并且其详细描述被省略。
参照图5,保护膜300可以包括多孔薄膜120和保护膜隔膜340。保护膜隔膜340包括覆盖多孔薄膜120的至少一侧表面的盖层330。图5示出其中盖层330包括覆盖多孔薄膜120的两侧表面的第一盖层330A和第二盖层330B的示例实施方式;然而,本发明构思不限于上述结构配置。在必要时,保护膜300可以仅包括覆盖多孔薄膜120的面对保护膜框架150的表面的第一覆盖层330A和/或仅包括覆盖多孔薄膜120的另一表面的第二覆盖层330B。第二覆盖层330B是多孔薄膜120的面对保护膜框架150的表面的相反侧。
盖层330可以包括与多孔薄膜120中包括的材料不同的材料。在一些示例实施方式中,盖层330可以包括从由(包括但是不限于)硅碳化物(SiC)、二氧化硅(SiO2)、硅氮化物(Si3N4)、硅氮氧化物(SiON)、钇氧化物(Y2O3)、钇氮化物(YN)、硼碳化物(B4C)、钡氮化物(BaN)、钼(Mo)、钌(Ru)、铑(Rh)及其组合组成的组选出的材料。
保护膜框架150可以通过粘合层160附接到盖层330。保护膜隔膜340可以被均匀地保持在保护膜框架150上以具有自支撑结构。
图6是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法的示例的流程图。
图7A至7E是通过使用图6中示出的方法形成保护膜隔膜的方法的工艺操作的截面图。
参照图6和7A,在P402,牺牲层504可以形成在基板502上。
当基板502的材料在用于去除牺牲层504的蚀刻气氛中相对于牺牲层504具有蚀刻选择性时,基板502的材料可以没有任何特别限制地使用。也就是,例如基板502可以包括硅基板;然而,本发明构思不限于关于基板502的上述特征。
牺牲层504可以包括但是不限于光致抗蚀剂材料、聚合物、镍(Ni)箔、铜(Cu)箔和/或镍/铜(Ni/Cu)箔。
参照图6和7B,在P404,通过在溶剂510中分散多个纳米线NW形成的纳米线分散溶液512可以被涂覆在牺牲层504上。
纳米线分散溶液512可以例如通过使用旋涂工艺被涂覆在牺牲层504上。
在至少一些示例实施方式中,形成纳米线分散溶液512的溶剂510可以是去离子水(DIW)、有机溶剂、水溶剂和/或其组合。在至少一些示例实施方式中,溶剂510可以包括DIW和有机溶剂的混合物。在至少一些示例实施方式中,溶剂510可以包括:水;酒精,诸如,包括但不限于,甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇、丁醇、和/或萜品醇;氨化物,诸如,包括但不限于,二甲基甲酰胺(C3H7NO)和二甲替乙酰胺;吡咯烷酮,诸如,包括但是不限于,N-甲基-2-吡咯烷酮和N-乙基吡咯烷酮;羟基酯,诸如,包括但是不限于,二甲基亚砜、γ-丁内酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯,β-甲氧基异丁酸甲基、α-羟基异丁酸甲基;有机卤化物,诸如,包括但是不限于,二氯乙烷、二氯苯以及三氯乙烷;硝基化合物,诸如,包括但是不限于,硝基甲烷和硝基乙烷;以及丁腈胶料,诸如,包括但是不限于,乙腈以及苯基氰;和/或其组合。
多个纳米线NW可以具有从由如图3A至3H所示的纳米线NWA、NWB、NWC、NWD、NWE、NWF、NWG和NWH、如图4A至4F所示的异质纳米线220A、220B、220C、220D、220E和220F、以及在本发明构思的示例实施方式的范围内改变和变化的各种纳米线组成的组选出的至少一种结构。
参照图6和7C,在P406,例如溶剂510可以从纳米线分散溶液512去除。
溶剂510的去除可以包括加热溶剂510和/或保持溶剂510放置直到溶剂510挥发和/或蒸发。在至少一些示例实施方式中,用于去除溶剂510的退火工艺可以在约750℃至约1100℃的温度进行,但是本发明构思不限于在本段中叙述的上述特征。
在至少一些示例实施方式中,通过使用在P406的工艺去除溶剂510的操作可以被省略。
参照图6和7D,在P408,多个纳米线NW可以被热处理(T)以形成具有包括多个纳米线NW的网状结构的多孔薄膜520A。
在至少一些示例实施方式中,多个纳米线NW的热处理(T)可以在约750℃至约1100℃的温度进行;然而,本发明构思不限于在本段中叙述的上述特征。
当通过使用在P406的工艺去除溶剂510的操作被省略时,溶剂510(参照图7B)可以在使用P408的工艺的热处理T期间去除。此外,在多个纳米线NW(参照图7B和7C)当中,彼此相邻的纳米线NW可以由于在P408的工艺而在热处理工艺期间成一体。因此,可以形成多孔薄膜520A,该多孔薄膜520A包括成一体以形成网状结构的多个纳米线NW。
形成在牺牲层504上的多孔薄膜520A中包括的多个纳米线NW可以彼此交叉布置以形成如图2A或图2B所示的网状结构。
参照图6和7E,在P410,多孔薄膜520A可以通过去除牺牲层504而与基板502分离。
当牺牲层504包括光致抗蚀剂材料或聚合物时,例如牺牲层504可以通过使用能够选择性地去除牺牲层504的溶液(诸如,包括但是不限于显影溶液或有机溶剂)被湿法去除。当牺牲层504包括镍(Ni)箔、铜(Cu)箔或镍/铜(Ni/Cu)箔时,牺牲层504可以通过使用蚀刻剂去除。也就是,例如,三氯化铁(FeCl3)水溶液、过硫酸铵((NH4)2S2O8)水溶液或硝酸铈铵(H8N8CeO18)水溶液可以被用作蚀刻剂;然而,本发明构思不限于在本段中叙述的上述特征。
在至少一些示例实施方式中,多孔薄膜520A可以通过去除牺牲层504而与基板502分离。此后,保留在多孔薄膜520A中的金属杂质可以通过使用蚀刻剂去除并通过使用有机溶剂(例如丙酮)或去离子水(DIW)被清洗。在至少一些示例实施方式中,用于去除金属杂质的蚀刻剂可以包括,但是不限于,盐酸、硝酸、硫酸、乙酸、氢氟酸、王水和/或其组合,但是蚀刻剂的种类不限于此。
在多孔薄膜520A与基板502分离之后,多孔薄膜520A可以通过使用转移膜(未示出)转移,并可以进行用于完成根据示例实施方式的保护膜的形成的随后工艺。
为了制造保护膜100,如图1所示,保护膜框架150可以通过使用粘合层160附接到多孔薄膜520A的一个表面。
图8是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的形成方法的另一示例的流程图。
图9A和9B是通过使用图8中示出的方法形成保护膜隔膜的方法的工艺操作的截面图。
现在将参照图8、9A和9B描述形成保护膜隔膜的方法。在此情形下,相同的附图标记用于表示与图6和图7A至7E相同的元件,并且相同元件的重复描述被省略。
参照图8和9A,可以如参照图6和图7A至7C的从P402至P406的工艺描述的进行工艺。因此,在从纳米线分散溶液512去除溶剂510的工艺之后,在P420的工艺中,压力P可以被施加到保留在牺牲层504上的多个纳米线NW,使得多个纳米线NW中的相邻纳米线可以在压力下附接到彼此。
压力P可以在基板502的厚度方向上施加。按压构件570可以用于施加压力P到多个纳米线NW。当按压构件570能够传输外部施加的压力P到多个纳米线NW时,按压构件570的材料可以在没有任何特别限制的情况下使用。
由于压力P施加到多个纳米线NW,如图9B所示,可以形成多孔薄膜520B,该多孔薄膜520B包括在压力下附接到彼此而形成网状结构的多个纳米线NW。
形成在牺牲层504上的多孔薄膜520B中包括的多个纳米线NW例如可以彼此交叉布置以形成如图2A或图2B所示的网状结构。
此后,多孔薄膜520B可以通过使用在图6的P410的工艺和参照图7E描述的方法去除牺牲层504而与基板502分离。之后,为了制造图1中示出的保护膜100,保护膜框架150可以通过使用粘合层160附接到多孔薄膜520B的一个表面。
图10是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的制造方法的另一示例的流程图。
图11是通过使用图10中示出的方法形成保护膜隔膜的方法的示例的截面图。
现在将参照图10和图11描述形成保护膜隔膜的方法。在此情形下,相同的附图标记用于表示与图1至9B中相同的元件,并且省略其重复描述。
参照图10和11,可以如以上参照图6和图7A至7C的从P402至P406的工艺描述的进行工艺。因此,在进行从纳米线分散溶液512去除溶剂510的工艺之后,在P430的工艺中,可以形成包括多个纳米线NW的多孔薄膜520C。
多孔薄膜520C可以通过使用在图6的P408的工艺或在图8的P420的工艺形成。
此后,在P410的工艺中,多孔薄膜520C可以通过去除牺牲层504而与基板502分离。接着,在P432的工艺中,盖层330可以形成在多孔薄膜520C的至少一个表面上。
图11示出其中盖层330包括覆盖多孔薄膜520C的两个表面的第一盖层330A和第二盖层330B的示例实施方式;然而,本发明构思不限于图11中示出的示例。必要时,可以形成第一覆盖层330A和第二覆盖层330B中的仅一个。
此后,图5中示出的保护膜300例如可以通过使用覆盖有盖层330的多孔薄膜520C制造。为此,保护膜框架150可以通过使用粘合层160附接到盖层330上。
图12A至12E是可包括在根据示例实施方式的保护膜中的保护膜隔膜的形成方法的工艺操作的截面图。在图12A至12E中,相同的附图标记用于表示与图1至11中相同的元件,并且省略其重复描述。
参照图12A,牺牲引导图案584可以形成在基板502上。
牺牲引导图案584可以具有与参照图7A描述的牺牲层504基本上类似的构造,除了牺牲引导图案584包括向上突出并规则地布置的多个引导柱586之外。多个引导柱586可以布置为对应于参照图2C和2D描述的多个空间SP1和SP2。
参照图12B,如参照图7B所述的,通过例如在溶剂510中分散多个纳米线NW形成的纳米线分散溶液512可以涂覆在牺牲引导图案584上。
例如,旋涂工艺可以用于在牺牲引导图案584上涂覆纳米线分散溶液512。纳米线分散溶液512可以用纳米线分散溶液512涂覆以具有比形成在牺牲引导图案584上的多个引导柱586的高度低的高度。
参照图12C,溶剂510可以以与参照图7C描述的相同的方式从纳米线分散溶液512去除。
参照图12D,多个纳米线NW可以以与参照图7B描述的方式类似的方式被热处理。可选地,压力可以以与参照图9A描述的方式类似的方式施加到保留在牺牲引导图案584上的多个纳米线NW。因此,可以形成具有包括多个纳米线NW的网状结构的多孔薄膜520D。
多孔薄膜520D可以具有与图2C中示出的多孔薄膜120C或图2D中示出的多孔薄膜120D类似的构造。
参照图12E,牺牲引导图案584可以通过使用与参照图7E描述的去除牺牲层504的方法相同的方法从图12D的所得结构去除,使得多孔薄膜520D可以与基板502分离。
此后,保留在多孔薄膜520D中的金属杂质可以通过使用蚀刻剂去除并通过使用有机溶剂(例如丙酮)或去离子水(DIW)漂洗。
在多孔薄膜520D与基板502分离之后,多孔薄膜520D可以通过使用转移膜(未示出)转移,并可以进行用于完成根据示例实施方式的保护膜的形成的随后工艺。在一些示例实施方式中,类似于图1和5中示出的保护膜100和300的制造工艺,保护膜框架150可以通过使用粘合层160附接到多孔薄膜520D的一个表面,从而制造包括多孔薄膜520D的保护膜。
图13是可与根据示例实施方式的保护膜结合的光掩模PM的示例的示意性平面图。
图13中示出的光掩模PM可以是配置为通过使用曝光工艺将图案转移到晶片(未示出)上并制造集成电路(IC)器件(例如半导体器件)的反射光掩模。在一些示例实施方式中,光掩模PM可以是基于多反射镜结构的反射光掩模,其用于使用EUV波长范围(例如约13.5nm的曝光波长)的光刻工艺。
光掩模PM的前侧表面FR可以包括例如配置为将期望用于形成构成IC的单元器件的主图案转移到晶片的芯片区域的主图案区域MP。前侧表面FR还可以包括配置为将辅助图案转移到晶片的划线道区域的辅助图案区域AP以及围绕主图案区域MP和辅助图案区域AP的黑边界区域BB。
主图案元件P1可以形成在主图案区域MP中。主图案元件P1可以构成配置为将期望用于形成IC的图案转移到晶片的芯片区域的主图案。
辅助图案(而不是构成期望IC的图案)可以形成在辅助图案区域AP中。辅助图案可以被期望用于制造IC的工艺中,但是可以不保留在最终的IC中。也就是,例如辅助图案可以包括配置为将对准标记图案转移到晶片的划线道区域的辅助图案元件P2。
黑边界区域BB可以是没有用于将图案转移到晶片上的图案元件的无图案区域。
图14是根据示例实施方式的光掩模组件600A的截面图。
参照图14,光掩模组件600A可以包括光掩模PM和保护膜100。保护膜100被固定到光掩模PM的前表面FR上的黑边界区域BB。
为了将保护膜100固定到光掩模PM的黑边界区域BB,粘合层530可以插置在保护膜100的保护膜框架150的一表面与光掩模PM的黑边界区域BB之间,该保护膜框架150的表面与保护膜框架150的附接有保护膜隔膜140的表面相反。
保护膜框架150可以具有通过粘合层160固定到保护膜隔膜140以支撑保护膜隔膜140的一端以及通过粘合层530固定到光掩模PM的表面的另一端。
保护膜100的详细描述可以从参照图1提供的描述推知。
在至少一些示例实施方式中,粘合层530可以包括但是不限于硅酮树脂、氟树脂、丙烯酸树脂或聚(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)基树脂;然而,本发明构思不限于在本段中叙述的上述特征。
图15是根据另一示例实施方式的光掩模组件600B的截面图。
参照图15,光掩模组件可以包括例如光掩模PM以及固定到光掩模PM的前侧表面FR上的黑边界区域BB的保护膜300。保护膜300的详细描述可以从参照图5提供的描述推知。
为了将保护膜300固定到光掩模PM的黑边界区域BB,粘合层530可以插置在保护膜框架150的附接保护膜隔膜340的表面的相反表面与光掩模PM的黑边界区域BB之间。
图14和15示出其中图14和15中示出的光掩模组件600A和600B的每个包括用于如图13所示的使用约13.5nm的曝光波长的光刻工艺的反射光掩模PM;然而本发明构思不限于此。例如,包括但是不限于,可以采用透射光掩模(例如用于使用KrF(氟化氪)准分子激光(248nm)、ArF(氟化氩)准分子激光(193nm)或氟(F2)准分子激光(157nm)的曝光工艺的光掩模)来代替反射光掩模PM。
图16是根据示例实施方式的IC器件制造装置800的构造的示意性截面图。图16示出包括配置为在真空中通过使用EUV光将形成在光掩模上的图案(或被称为“标线”)的图像缩小并转录到投影光学系统中的晶片的曝光装置。
参照图16,IC器件制造装置800可以包括掩模台区域800A、投影光学系统区域800B以及晶片台区域800C。
掩模台区域800A中包括的掩模台810可以包括掩模台支撑结构812以及固定到掩模台支撑结构812的掩模保持系统818。掩模保持系统818可以用于固定光掩模PM。在一些示例实施方式中,掩模保持系统818可以包括静电吸盘,并且掩模保持系统818可以由于电磁力而吸附并保持光掩模PM。
保护膜820可以被固定到光掩模PM上。保护膜820可以包括参照图1和5描述的保护膜100和300中的一个或在本发明构思的范围内变形和变化的保护膜。
掩模台810可以被掩模台支撑结构812支撑,并在由箭头A1指示的扫描方向上移动被固定的光掩模PM。投影光学系统840可以位于投影光学系统区域800B中并配置为将形成在光掩模PM上的图案转移到晶片台区域800C中的晶片W。晶片W可以被固定到晶片台850上的晶片吸盘852。晶片吸盘852可以在由箭头A2指示的扫描方向上移动晶片W。
包括掩模台810的掩模台区域800A、包括投影光学系统840的投影光学系统区域800B以及包括晶片台850的晶片台区域800C可以通过闸阀(gate valve)862A和862B彼此分离。真空排气系统864A、864B和864C可以分别连接到掩模台区域800A、投影光学系统区域800B和晶片台区域800C,并独立地控制压力。
传送手871可以安装在晶片台区域800C与加载锁定室(loadlock chamber)800D之间以加载或卸载晶片W。真空排气系统864D可以连接到加载锁定室800D。晶片W可以在大气压力下被暂时地保持在晶片加载端口800E中。传送手872可以安装在加载锁定室800D与晶片加载端口800E之间以加载和/或卸载晶片W。闸阀876A可以插置在晶片台空间800C与加载锁定室800D之间。闸阀876B可以插置在加载锁定室800D和晶片加载端口800E之间。
传送手873可以安装在掩模台区域800A的掩模台810与掩模加载锁定室800F之间以加载和/或卸载光掩模PM。真空排气系统864E可以连接到掩模加载锁定室800F。光掩模PM可以在大气压力下被暂时地保持在掩模加载端口800G中。传送手874可以安装在掩模加载锁定室800F与掩模加载端口800G之间以加载和/或卸载光掩模PM。闸阀886A可以被插入在掩模台区域800A与掩模加载锁定室800F之间。闸阀886B可以被插入在掩模加载锁定室800F与掩模加载端口800G之间。
光掩模PM可以容纳在光掩模载体880中并从外部传输到IC器件制造装置800。此外,光掩模PM可以容纳在光掩模载体880中并传输到掩模加载端口800G。因此,可以有效地限制和/或防止光掩模PM与外部环境的不必要的接触以及被外部颗粒污染。
光掩模载体880可以包括内盒(inner pod)882和配置为提供容纳内盒882的空间的外盒(outer pod)884。内盒882和外盒884的每个可以是基于标准(SEMI标准E152-0709)的标准机械接口(SMIF)盒。外盒884可以被称为“SMIF光罩盒”。当光掩模PM在不同的制造台之间和/或在不同的位置之间传送时,外盒884可以用于保护光掩模PM。内盒882可以用于在光掩模PM在真空气氛中、传输到掩模台810和/或在其附近时保护光掩模PM。当周围环境的压力从大气状态降低到真空状态和/或从真空状态升高到大气状态时,污染颗粒可以在涡流中流动。结果,光掩模PM周围漂浮的污染颗粒可能污染光掩模PM。内盒882可以保护光掩模PM免受上述环境影响,并保护光掩模PM直到光掩模PM在真空气氛中或直到光掩模PM被传输到掩模台810和/或在掩模台810附近。
在半导体器件制造工艺的曝光工艺中,形成在光掩模(或光罩)上的图案可以在其上形成抗蚀剂膜的晶片上被投影曝光,使得潜在的图案可以形成在抗蚀剂膜上。抗蚀剂图案可以通过使用显影工艺形成在晶片上。然而,当异物例如颗粒存在于光掩模上时,异物可能与图案一起被转移到晶片上并导致图案故障。
使用超精细图案制造半导体器件的工艺(例如大规模集成(LSI)或超大规模集成(VLSI))可以通过使用缩小投影曝光装置进行,形成在光掩模上的图案可以通过该缩小投影曝光装置被缩小投影到形成在晶片上的抗蚀剂膜上以在抗蚀剂膜上形成潜像图案。随着半导体器件的安装密度增大,已经期望电路图案的小型化。因此,在曝光工艺中对曝光线宽的缩小的需求增加。结果,已经发展了使用具有进一步减小的波长的曝光光线的曝光技术以提高曝光装置的分辨率。迄今,已经发展了i线(365nm)、KrF(氪二氟化物)准分子激光(248nm)、ArF(氟化氩)准分子激光(193nm)以及氟(F2)准分子激光(157nm)曝光技术。近年来,已经发展了使用具有用于从在6.75nm或约6.75nm至在13.5nm或约13.5nm的软X射线范围的波长的EUV光或电子束的曝光装置。当曝光光线的波长减小至EUV光或电子束的波长水平时,由于空气在大气压力下不透射光,所以会需要将曝光的光路安置在高真空环境中。因此,光学系统、掩模台和晶片台可以在具有比F2曝光装置高的密封性的真空室中,并且加载锁定室可以安装在用于晶片和光掩模的每个的入口/出口端口处,使得在保持真空度的同时,晶片或光掩模可以被加载到真空室中或被从真空室卸载。
EUV曝光工艺可以通过使用反射光掩模进行,该反射光掩模包括提供在前部层的其上形成图案区域的表面上的多层反射层。
当曝光光线的波长被减小到EUV光的波长范围时,迄今在不使用保护膜的情况下进行曝光工艺,因为选择用于EUV的透明材料受到限制。可选地,已经通过使用包括薄的保护膜隔膜的保护膜进行了曝光工艺,该保护膜隔膜由于在曝光工艺期间的热而被严重地损坏并具有低拉伸强度。此外,为了满足EUV的透射率,会需要具有几十nm或更小的非常小的厚度的保护膜隔膜作为保护膜隔膜。然而,由于具有非常小的厚度的保护膜隔膜具有非常低的物理硬度并相对于深紫外(DUV)光具有相对高的反射率,所以保护膜隔膜会在曝光工艺期间使分辨率退化。此外,当使用包括具有小厚度的保护膜隔膜的保护膜时,由于保护膜隔膜的弱的拉伸强度,会很难使保护膜隔膜处于自支撑状态。此外,保护膜可能在曝光工艺期间非常容易受到热损伤,并且不能限制和/或防止光掩模被颗粒污染。
根据示例的IC器件制造装置800可以在使用EUV光源的曝光工艺期间通过使用保护膜820来保护光掩模PM。根据示例实施方式的保护膜820可以包括多孔薄膜120(参照图1和5),该多孔薄膜120包括彼此交叉布置以形成网状结构的多个纳米线。因此,根据示例实施方式的保护膜820可以确保对于结构稳定性足够的相对大的厚度并具有相对低的光密度。结果,具有例如约140nm至约300nm的波长的光的OoB反射率可以降低以提高曝光工艺的分辨率。此外,由于采用了多孔薄膜120,所以可以不需要在保护膜框架150中形成额外的排气孔。因此,制造保护膜的工艺可以是简单且容易的。因此,在曝光工艺期间,可以有效地限制和/或防止由于保护膜隔膜的退化引起的故障的发生,并且具有期望形状的图案可以被有效地转移到将被曝光的晶片W的精确位置。
图17是根据示例实施方式的制造IC器件的方法的流程图。
参照图17,在P902的工艺中,可以提供包括特征层的晶片。
在至少一些示例实施方式中,特征层可以是形成在晶片上的导电层和/或绝缘层。例如,特征层可以包括金属、半导体或绝缘材料。在一些其它的示例实施方式,特征层可以是晶片的一部分。
在P904,光致抗蚀剂膜可以形成在特征层上。在至少一些示例实施方式中,光致抗蚀剂膜可以包括EUV(6.75nm或13.5nm)抗蚀剂材料。在至少一些其它的示例实施方式中,光致抗蚀剂膜可以包括F2准分子激光(157nm)抗蚀剂材料、ArF准分子激光(193nm)抗蚀剂材料或KrF准分子激光(248nm)抗蚀剂材料。光致抗蚀剂膜可以包括正性光致抗蚀剂和/或负性光致抗蚀剂。
在至少一些示例实施方式中,为了形成包括正性光致抗蚀剂的光致抗蚀剂膜,以下可以被旋涂在特征层上:包括具有酸不稳定基团的光敏聚合物的光致抗蚀剂成分、潜性酸和溶剂。
在至少一些示例实施方式中,光敏聚合物可以包括(甲基)丙烯酸基聚合物。(甲基)丙烯酸基聚合物可以是脂肪族(甲基)丙烯酸基聚合物。例如,光敏聚合物可以是(包括但是不限于)聚甲基丙烯酸甲酯((CC5O2H8)n)、聚(t-丁基甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸)、聚(降冰片基甲基丙烯酸)、(甲基)丙烯酸基聚合物的重复单元的二元或三元共聚物、和/或其混合物。此外,上述光敏聚合物可以被各种酸不稳定保护基团取代。保护基团可以包括但是不限于叔丁氧基羰基(t-BOC)、四氢吡喃基、三甲代甲硅烷基、苯氧乙基、环己烯基、叔丁氧基羰基甲基、叔丁基、金刚烷基或降冰片基基团,但是本发明构思不限于此。
在至少一些示例实施方式中,潜性酸可以包括但是不限于光生酸剂(PAG)、热生酸剂(TAG)和/或其组合。在至少一些示例实施方式中,PAG可以包括能够在暴露到从EUV光(1nm至31nm)、F2准分子激光(157nm)、ArF准分子激光(193nm)以及KrF准分子激光器(248nm)中选出的任一种光时产生酸的材料。PAG可以包括但是不限于鎓盐、卤化物、硝基苄基酯、烷基磺酸盐、重氮萘醌(C10H6N2O)、亚氨基磺酸盐、二砜、重氮甲烷和/或磺酰氧基酮。
在图17的P906,根据示例实施方式的光掩模组件可以被加载到曝光装置中。
在至少一些示例实施方式中,光掩模组件可以是参照图14和15描述的光掩模组件600A和600B以及在本发明构思的示例实施方式的范围内改变和/或变化的光掩模组件中的任一个。
在至少一些示例实施方式中,光掩模组件可以被加载到图16中示出的IC器件制造装置800的掩模加载端口800G中。
在图17的P908,光掩模组件可以被固定到掩模台。
在至少一些示例实施方式中,掩模台可以是图16中示出的IC器件制造装置800的掩模台810。
在P910,形成在晶片上的光致抗蚀剂膜可以通过使用光掩模曝光。
在至少一些示例实施方式中,曝光工艺可以在反射曝光系统中进行,但是本发明构思不限于此。例如,曝光工艺可以通过使用透射曝光系统进行。
在P912,光致抗蚀剂图案可以通过显影被曝光的光致抗蚀剂膜形成。
在P914,特征层可以通过光致抗蚀剂图案被处理。
在至少一些示例实施方式中,为了通过使用在P914的工艺处理特征层,特征层可以通过使用光致抗蚀剂图案作为蚀刻掩模被蚀刻以形成精细特征图案。
在至少一些示例实施方式中,为了通过使用在P914的工艺处理特征层,杂质离子可以通过使用光致抗蚀剂图案作为离子注入掩模而被注入到特征层中。
在至少一些示例实施方式中,为了通过使用在P914的工艺形成特征层,额外的工艺膜可以形成在通过在P912的工艺中形成的光致抗蚀剂图案曝光的特征层上。工艺膜可以包括导电膜、绝缘膜、半导体膜和/或其组合。
图18A和18B是示出关于根据示例实施方式的保护膜中包括的保护膜隔膜中包括的多个纳米线的密度和该保护膜隔膜中包括的多孔薄膜的厚度的极紫外(EUV)透射率的评估结果的曲线。
图18A示出在多孔薄膜中包括的多个纳米线包括碳(Carbon,C)的情形下EUV透射率的评估结果。图18B示出在多孔薄膜中包括的多个纳米线包括硅(Silicon,Si)的情形下EUV透射率的评估结果。
一般地,由于EUV光具有约13.5nm的相对短的波长,所以大部分材料可以表现出高的EUV光吸收率。然而,由于保护膜隔膜中包括的多个纳米线彼此交叉布置以形成规则或不规则的网状结构,所以根据示例实施方式的保护膜隔膜可以具有非常低的表面密度和高的透光率。
从图18A和18B的结果可以确定,当保护膜隔膜具有约1μm的相对大的厚度时,通过根据示例实施方式的方法使用包括碳(C)或硅(Si)的多个纳米线制造的保护膜隔膜具有非常高的EUV透射率。
图19是示出在根据示例实施方式的保护膜中包括的包含多个纳米线的保护膜隔膜的带外(OoB)反射率与比较示例1和2的OoB反射率之间的比较结果的曲线。
在图19中,“实施方式”示出在保护膜隔膜包括通过根据示例实施方式的方法使用多个硅纳米线制造的多孔薄膜的情形下具有约1μm(微米)的相对大的厚度的硅多孔薄膜的评估结果。“比较示例1”示出具有约16nm(纳米)的厚度的体碳(C)膜的评估结果,“比较示例2”示出具有约57nm的厚度的体硅膜的评估结果。
从图19的结果可以看出,DUV光(约190nm至约300nm)的反射率在“实施方式”中比在“比较示例1”和“比较示例2”中低。因此,可以看出,由于根据示例实施方式的保护膜包括包含多孔薄膜的保护膜隔膜,该多孔薄膜具有彼此交叉布置以形成网状结构的多个纳米线,所以可以在使用EUV光的曝光工艺中获得比在使用包括体材料的保护膜隔膜时高的分辨率。
图20是包括通过使用根据示例实施方式的IC器件制造装置制造的IC器件的存储卡1200的方框图。
存储卡1200可以包括配置为产生命令和地址信号C/A的存储控制器1220以及存储器1210例如快闪存储器(包括但是不限于一个快闪存储器件或多个快闪存储器件)。存储控制器1220可以包括配置为发送命令和地址信号C/A到主机或从主机接收命令和地址信号C/A的主机接口1223、以及配置为再次发送命令和地址信号C/A到存储器1210或从存储器1210接收命令和地址信号C/A的存储接口1225。主机接口1223、控制器1224和存储接口1225可以经由公共总线1228而与控制器存储器(例如SRAM)1221和处理器(例如CPU)1222通信。
存储器1210可以从存储控制器1220接收命令和地址信号,响应该命令和地址信号而在存储器1210中的至少一个存储器件中存储数据,以及从至少一个存储器件搜索数据。每个存储器件可以包括多个可寻址的存储器单元以及解码器,该解码器配置为在编程和读取操作期间接收命令和地址信号并产生行信号和列信号以访问可寻址的存储器单元中的至少一个。
包括存储控制器1220和存储器1210的存储卡1200的每个部件可以包括通过使用根据示例实施方式的保护膜、根据示例实施方式的光掩模组件、或包括该保护膜和光掩模组件的IC器件制造装置制造的IC器件,其中存储控制器1220包括控制器存储器1221、处理器1222、主机接口1223、控制器1224、存储接口1225。此外,包括存储控制器1220和存储器1210的存储卡1200的每个部件可以包括通过如参照图17描述的制造IC器件的方法制造的IC器件,其中存储控制器1220包括控制器存储器1221、处理器1222、主机接口1223、控制器1224、存储接口1225。
图21是采用存储卡1310的存储系统1300的方框图,该存储卡1310包括通过使用根据示例实施方式的制造IC器件的方法制造的IC器件。
存储系统1300可以包括可经由公共总线1360相互通信的处理器1330(例如CPU)、随机存取存储器(RAM)1340、用户接口1350以及调制解调器1320。存储系统1300的每个元件可以经由公共总线1360发送信号到存储卡1310和从存储卡1310接收信号。包括存储卡1310、处理器1330、RAM 1340、用户接口1350以及调制解调器1320的存储系统1300的每个部件可以包括通过使用根据示例实施方式的保护膜、根据示例实施方式的光掩模组件、或包括该保护膜和光掩模组件的IC器件制造装置制造的IC器件。存储系统1300可以包括通过使用参照图17描述的制造IC器件的方法制造的IC器件。
存储系统1300可以应用在各种电子应用的领域中。例如,存储系统1300可以应用于固态驱动器(SSD)、CMOS图像传感器(CIS)以及计算机应用芯片组。
存储系统1300可以通过使用具有各种形状的封装中的任一种来封装,例如所述封装包括但是不限于球栅阵列(BGA)、芯片级封装(CSP)、带引线的塑料芯片载体(PLCC)、塑料双列直插式封装(PDIP)、多芯片封装(MCP)、晶片级制造的封装(WFP)以及晶片级处理的堆叠封装(WSP),但是本发明构思不限于此。
应当理解,这里描述的示例性实施方式应当仅以说明性的含义来理解,而不是为了限制的目的。对根据示例实施方式的每个器件或方法内的特征或方面的描述应当通常被认为可用于根据示例实施方式的其它器件或方法中的其它类似的特征或方面。尽管已经参照示例实施方式具体示出并描述了本发明构思,但是本领域普通技术人员将理解,可以在形式和细节上进行各种改变而没有脱离权利要求书限定的精神和范围。
本申请要求于2015年8月3日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0109574号韩国专利申请的优先权,其公开内容通过引用被整体结合于此。