護膜結構及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及護膜結構及其制造方法。
【背景技術】
[0002]半導體器件應用于各種電子應用，諸如個人計算機、移動電話、數碼相機、和其他電子設備。通常通過以下工藝來制造半導體器件:在半導體襯底上方順序沉積絕緣層或者介電層、導電層和半導體材料層并采用光刻技術圖案化各種材料層，以在其上形成電路部件和元件。
[0003]提升半導體器件性能的一種重要驅動力是更高等級的電路集成度。這通過在給定芯片上小型化或縮小器件尺寸來實現。為了將更精細的圖案轉印到晶圓上，開發了遠紫外線(EUV)光刻技術。EUV光刻技術被認為是用于制造更薄更快的微芯片的下一代技術。
[0004]然而，盡管現有的EUV光刻技術通常能夠滿足預期目標，但是隨著器件尺寸持續減小，現有的EUV光刻技術并不能在所有方面都完全滿足要求。
【發明內容】
[0005]為了解決現有技術中所存在的缺陷，根據本發明的一方面，提供了一種護膜結構，包括:護膜薄膜，由碳基材料制成，其中，所述護膜薄膜被配置為在光刻工藝中保護掩模結構。
[0006]在該護膜結構中，所述碳基材料是石墨稀。
[0007]在該護膜結構中，所述護膜薄膜是單層石墨烯、雙層石墨烯、或者多層石墨烯。
[0008]在該護膜結構中，所述護膜薄膜的厚度在約Inm至約100 μ m的范圍內。
[0009]該護膜結構進一步包括:護膜框架，附接至所述護膜薄膜。
[0010]在該護膜結構中，所述護膜薄膜具有外圍區域和中心區域，并且所述護膜框架與所述護膜薄膜的所述外圍區域直接接觸。
[0011]在該護膜結構中，所述護膜薄膜具有外圍區域和中心區域，并且沒有支撐結構設置在所述護膜薄膜的所述中心區域。
[0012]根據本發明的另一方面，提供了一種護膜掩模結構，包括:掩模襯底，具有形成在所述掩模襯底上方的掩模圖案；護膜框架，設置在所述掩模襯底上；以及護膜薄膜，設置在所述護膜框架上，其中，所述護膜薄膜由碳基材料制成。
[0013]在該護膜掩模結構中，所述護膜薄膜是單層石墨烯、雙層石墨烯、或者多層石墨稀。
[0014]在該護膜掩模結構中，所述護膜框架配置為將所述護膜薄膜固定至所述掩模襯底。
[0015]在該護膜掩模結構中，所述護膜薄膜的厚度在約Inm至約100 μ m的范圍內。
[0016]在該護膜掩模結構中，所述護膜薄膜的長度在約6英寸至約10英寸的范圍內。
[0017]根據本發明的又一方面，提供了一種護膜結構的形成方法，包括:在襯底上方形成金屬層；在所述金屬層上方形成由碳基材料制成的護膜薄膜；在所述護膜薄膜上方形成聚合物層；從所述護膜薄膜去除所述金屬層和所述襯底；將護膜框架附接到所述護膜薄膜；以及去除所述聚合物層。
[0018]在該護膜結構的形成方法中，所述碳基材料是石墨稀。
[0019]在該護膜結構的形成方法中，所述護膜薄膜是單層石墨烯、雙層石墨烯、或者多層石墨烯。
[0020]在該護膜結構的形成方法中，所述金屬層由銅(Cu)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鉭(Ta)、銦(In)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋯(Zr)、銥(Ir)、鎢(W)、鑭(La)、鈮(Nb)、鈷(Co)、鉬(Mo)、銀(Ag)、金(Au)或者相關合金制成。
[0021]在該護膜結構的形成方法中，所述聚合物層由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亞胺、環氧樹脂、苯并環丁烯(BCB)或聚苯并惡唑(PBO)制成。
[0022]在該護膜結構的形成方法中，所述護膜框架通過靜電力附接至所述護膜薄膜。
[0023]在該護膜結構的形成方法中，將所述護膜框架附接到所述護膜薄膜的步驟，包括:將所述護膜框架暴露于X射線中，使得在所述護膜框架的頂面處感應電荷；以及將所述護膜框架的頂面附接到所述護膜薄膜。
[0024]在該護膜結構的形成方法中，所述護膜框架被配置為將所述護膜薄膜固定至掩模結構。
【附圖說明】
[0025]當結合附圖進行閱讀時，根據下面詳細的描述可以更好地理解本發明。應該強調的是，根據工業中的標準實踐，各種部件沒有按比例繪制，并且只是用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，可以任意增加或減小各種部件的尺寸。
[0026]圖1A到圖1F是根據一些實施例形成護膜結構的各個步驟的截面圖；
[0027]圖2是根據一些實施例的護膜掩模結構的截面圖；
[0028]圖3示出了根據一些實施例的遠紫外線(EUV)光刻工藝。
【具體實施方式】
[0029]為了實現本發明的不同特征，以下公開的內容提供了多個不同的實施例或實例。以下將描述組件和布置的特定實施例以簡化本發明。當然，這些僅僅是實例并不旨在限制本發明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括以直接接觸的方式形成第一部件和第二部件的實施例，還可以包括在第一部件和第二部件之間形成附加部件，使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，本發明可以在各個實例中重復參考標號和/或字符。這種重復是為了簡化和清晰的目的，并且其本身不表示所討論的各個實施例和/或配置之間的關系。
[0030]而且，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在...下面”、“下面的”、“在…上方”、“上面的”等的空間關系術語以描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關系。除附圖中所示的方位之外，空間關系術語旨在包括使用或操作過程中的器件的不同的方位。裝置可以以其他方式定位(旋轉90度或者在其他方向)，并且在本文中所使用的空間相對描述符可同樣地作相應地解釋。
[0031]根據本發明的一些實施例，提供了形成護膜結構(pellicle structure)的實施例。護膜結構由碳基材料制成，并用于在光刻工藝中保護掩模結構(mask structure)。圖1A到圖1F是根據一些實施例的形成護膜結構100的各個階段的截面圖。
[0032]參見圖1A，根據一些實施例，提供了襯底102。襯底102可以是石英襯底或者超光滑襯底。襯底102需足夠平坦，使得在后續工藝中形成在襯底102上方的護膜薄膜可以是平坦的。
[0033]根據一些實施例，金屬層104形成在襯底102上方。金屬層104可被視為犧牲層，以在后續工藝中改進護膜薄膜的形成。在一些實施例中，金屬層104由銅(Cu)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、鉭(Ta)、銦(In)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉑(Pt)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鋯(Zr)、銥(Ir)、鎢(W)、鑭(La)、鈮(Nb)、鈷(Co)、鉬(Mo)、銀(Ag)、金(Au)、或者相關合金制成。可通過濺射、印刷、電鍍、化學鍍、電化學沉積(E⑶)、分子束外延(MBE)、原子層沉積(ALD)、物理汽相沉積(PVD)、和/或通常使用的CVD方法來形成金屬層104。
[0034]接下來，根據一些實施例，如圖1A所示，護膜薄膜(pellicle film)106形成在金屬層104上方。在一些實施例中，護膜薄膜106由諸如石墨烯的碳基材料。石墨烯是包含以SP2雜化鍵的形式(sp 2_bonded)密集地堆疊的碳原子的二維碳結構。石墨稀具有高透明性、良好的機械強度、和優良的導熱率。因此，由石墨烯制成的護膜薄膜106足夠薄，同時仍具有足夠高的機械強度。
[0035]在一些實施例中，護膜薄膜106是單層石墨烯、雙層石墨烯、或者多層