TWI862912B - 用於極紫外光微影之薄膜 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種用於在使用極紫外線的微影製程中使用的極紫外光微影的薄膜。薄膜包含由其中M與α組合的M-α材料形成的薄膜層。此處，M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者，且α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
Description
本揭露是關於一種半導體微影技術。更特定言之，本揭露是關於一種用於在使用極紫外線的微影製程中使用的極紫外光微影的薄膜。
隨著半導體工業持續發展且半導體整合的程度大大改良，電子裝置正變得更小及更輕。為了進一步改良半導體整合的程度，需要微影技術的進步。
目前，技術正朝向藉由減少光的波長來實現半導體的精細圖案而發展。近來發展為下一代技術的極紫外光(Extreme ultraviolet；EUV)微影技術可經由單抗蝕劑製程來實現精細圖案。
用於半導體製程中的極紫外光微影設備包含光源功率、抗蝕劑、薄膜以及遮罩。將薄膜安裝於遮罩上以防止產生於微影製程期間的污染物黏附至遮罩，且依據微影機器選擇性地使用。
在極紫外光微影製程中，由於建構清潔系統，故吾人期望將不需要薄膜。然而，眾所周知，在微影設備的建構之後的實際操作期間，遮罩的污染由自設備的內部驅動單元產生的雜質、產生於光源的振動中的錫粒子以及極紫外光阻引起。
因此，在極紫外光微影製程中，薄膜被認為是防止遮罩污染的必要組件。當使用薄膜時，可忽略大小小於10,000奈米的缺陷。
用於極紫外光微影的薄膜需要具有110毫米×144毫米(mm)的大小以覆蓋遮罩，且需要90%或大於90%的極紫外光透射率以便最小化由於光源損耗引起的生產率劣化。另外，需要薄膜在極紫外光微影設備內部不被高達20吉的實體移動損壞的機械穩定性，以及薄膜能夠耐受基於5奈米節點的250瓦特或大於250瓦特的熱負荷的熱穩定性。此外，需要薄膜不與產生於極紫外光環境中的氫自由基反應的化學耐久性。
目前，薄膜研發公司正研發基於多晶矽(p-Si)或SiN的透射材料。然而，此材料不滿足90%或大於90%的透射率，此為用於極紫外光微影的薄膜的最重要條件。此外，此材料在極紫外光微影環境中的熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性方面具有弱點，使得進行製程研發研究以補充其屬性。舉例而言，已選擇且研究諸如Mo、Ru以及Zr的材料作為用於解決SiN基材料的問題的材料，但難以製造薄膜且維持其形狀。
近來，需要薄膜具有90%或大於90%的極紫外光透射率，且在350瓦特或大於350瓦特的極紫外光輸出環境中具有熱穩定性、化學穩定性以及機械穩定性，超過250瓦特位準的照射強度。
本揭露提供一種用於極紫外光微影的薄膜，所述薄膜在350瓦特或大於350瓦特的極紫外光輸出環境中具有90%或大於
90%的極紫外光透射率。
另外，本揭露提供一種用於極紫外光微影的薄膜，所述薄膜在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率的同時具有熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。
根據本揭露的實施例，一種用於極紫外光微影的薄膜可包含由其中M與α組合的M-α材料形成的薄膜層，其中M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者，且α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
在薄膜中，當M為Nb且α為B及C時，薄膜層可藉由選擇及組合來自NbBx(x
1)、NbCx(x
1)以及B4C當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Nb、B以及C中的所有。
在薄膜中，當M為Si且α為B、N以及C時，薄膜層可藉由選擇及組合來自SiBxNy(x+y
2)、SiBx(x
3)、SiC、SiNx(x
1)以及BN當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Si、B、N以及C中的所有。
在薄膜中，當M為Y且α為B、N、O以及F時，薄膜層可藉由選擇及組合來自YOF、YBxNy(x+y
1)、YOxNy(x+y
1)、YBx(x
2)、YN、Y2O3以及YF3當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Y、B、N、O以及F中的所有。
在薄膜中，薄膜層可包含：支撐層；核心層，形成於支撐層上；以及頂蓋層，形成於核心層上，其中支撐層、核心層以及頂蓋層中的每一者由M與α的組合形成。
在薄膜中，核心層的材料可為SiBxN1-x(0<x<1)，且支撐層及頂蓋層的材料可為SiNx(x
1)。
在薄膜中，核心層的材料可為SiB6xN1-x(0<x<1)，且支撐層及頂蓋層的材料可為SiNx(x
1)。
在薄膜中，核心層的材料可為YB2xN1-x(0<x<1)，且支撐層及頂蓋層的材料可為SiNx(x
1)。
在薄膜中，核心層的材料為YB2xN1-x(0<x<1)，且支撐層及所頂蓋層的材料為YBx(x
2)。
在薄膜中，薄膜層可包含：支撐層；核心層，形成於支撐層上；中間層，形成於核心層的一個或兩個表面上；以及頂蓋層，形成於中間層上，其中支撐層、核心層、中間層以及頂蓋層中的每一者由M與α的組合形成。
根據本揭露的實施例，一種用於極紫外光微影的薄膜可包含：基底，具有形成於其中心部分中的開口；及薄膜層，形成於基底上以覆蓋開口且由其中M與α組合的M-α材料形成，其中M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者，且α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
在薄膜中，薄膜層可包含：支撐層，形成於基底上以覆蓋開口；核心層，形成於支撐層上；以及頂蓋層，形成於核心層上，其中支撐層、核心層以及頂蓋層中的每一者由M與α的組合形成。
在薄膜中，薄膜層可包含：支撐層，形成於基底上以覆蓋開口；核心層，形成於支撐層上；中間層，形成於核心層的一個或兩個表面上；以及頂蓋層，形成於中間層上，其中支撐層、核心層、中間層以及頂蓋層中的每一者由M與α的組合形成。
根據本揭露，由於薄膜層包含M-α材料，故可提供90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外
光反射率。
另外，根據本揭露的薄膜可在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率的同時提供熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。亦即，由於薄膜層包含M-α材料，所述M-α材料為含有具有高光學屬性的Si或具有化學耐久性及機械穩定性的Y、能夠增強機械強度的B以及能夠增強光學屬性及耐化學性的N、C、O或F的金屬基化合物，故可在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率的同時提供熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。
在下文中，將參考附圖詳細描述本揭露的實施例。然而，本揭露可以許多不同形式體現且不應解釋為限於本文所闡述的實施例。確切而言，提供此實施例以使得本揭露將為透徹且完整的，且將向所屬領域中具有通常知識者充分地傳達本揭露的範疇。因此，本文中所描述的實施例應理解為包含各種修改、等效物及/或替代物。
另外，本文中不描述所屬領域中眾所周知且不直接關於本揭露的技術。此藉由省略不必要解釋而清晰地傳遞本揭露的標的物。此外，術語僅用於描述特定實施例但不限制實施例。除非上下文另外清楚地指示，否則單數形式意欲包含複數形式。
[第一實施例]
圖1為繪示根據本揭露的第一實施例的用於極紫外光微影的薄膜的橫截面視圖。圖2為圖1的部分A的放大視圖。
參考圖1及圖2，根據第一實施例的用於極紫外光微影的薄膜100(在下文中稱為『薄膜』)包含由其中M與α組合的M-α材料形成的薄膜層20。此處，M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、
Ir以及Nb中的一者。此外，α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
此薄膜層20可如下組態。
舉例而言，當M為Nb且α為B及C時，薄膜層20可藉由選擇及組合來自NbBx(x
1)、NbCx(x
1)以及B4C當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Nb、B以及C中的所有。
當M為Si且α為B、N以及C時，薄膜層20可藉由選擇及組合來自SiBxNy(x+y
2)、SiBx(x
3)、SiC、SiNx(x
1)以及BN當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Si、B、N以及C中的所有。
當M為Y且α為B、N、O以及F時，薄膜層20可藉由選擇及組合來自YOF、YBxNy(x+y
1)、YOxNy(x+y
1)、YBx(x
2)、YN、Y2O3以及YF3當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Y、B、N、O以及F中的所有。
根據第一實施例的薄膜100包含具有形成於其中心部分中的開口13的基底10及形成於基底10上以覆蓋開口13的薄膜層20。薄膜層20可包含藉由堆疊於基底10上形成的支撐層27、核心層21以及頂蓋層29。
薄膜100為在用於半導體或顯示器製造的微影製程中保護遮罩不受污染的消耗性組件。亦即，薄膜100為上覆於遮罩的薄膜且充當蓋板。由於轉移至晶圓的光在微影暴露下用遮罩聚焦，即使污染物存在於以某一距離分離的薄膜100上，亦可能將由於離焦而形成缺陷性圖案的問題最小化。
因此，薄膜100可在暴露製程期間保護遮罩不受污染的
同時將缺陷性圖案最小化，由此極大地增加半導體或顯示器製造的良率。另外，薄膜100的使用可增加遮罩的使用壽命。
現在，將詳細描述根據本揭露的薄膜100。
基底10支撐薄膜層20且在製造薄膜100的製程期間及之後易於處置及運輸薄膜100。基底10可由諸如可用於蝕刻製程的矽的材料形成。舉例而言，基底10的材料包含但不限於矽、氧化矽、氮化矽、金屬氧化物、金屬氮化物、石墨、非晶形碳或此等材料的層壓結構。此處，金屬可為但不限於Cr、Al、Zr、Ti、Ta、Nb、Ni或類似者。
基底10的中心部分中的開口13可使用諸如微機電系統(micro-electro mechanical systems；MEMS)的微機械技術來形成。亦即，開口13藉由藉助於微機械技術移除基底10的中心部分來形成。開口13部分地暴露薄膜層20。
薄膜層20包含支撐層27、核心層21以及頂蓋層29。
支撐層27形成於基底10上以覆蓋基底10的開口13。支撐層27由具有耐KOH的材料形成，且亦用於防止核心層21的材料擴散至基底10中。支撐層27可藉由化學氣相沈積(chemical vapor deposition；CVD)製程來形成，但所述支撐層藉由原子層沈積(atomic layer deposition；ALD)製程、電子束蒸發製程或濺鍍製程來形成以便經由厚度、實體屬性以及化學組成物的自由控制具有最佳透射率且將缺陷最小化。支撐層27可形成於基底10上以具有1奈米至10奈米的厚度。
核心層21形成於支撐層27上。核心層21為判定極紫外線的透射率的層。核心層21具有用於極紫外線的90%或大於90%
的透射率，且有效地耗散熱量以防止薄膜層20過熱。
另外，頂蓋層29將熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性提供至薄膜層20，同時最小化核心層21對極紫外線的透射率的降低。具體而言，頂蓋層29為用於核心層21的保護層且藉由將核心層21中產生的熱量有效地耗散至外部來提供熱穩定性。此外，頂蓋層29藉由補充核心層21的機械強度來提供機械穩定性。此外，頂蓋層29藉由保護核心層21免受氫自由基及氧化來提供化學耐久性。
構成薄膜層20的支撐層27、核心層21以及頂蓋層29中的每一者由M與α的組合形成。
舉例而言，核心層21的材料可為SiBxN1-x(0<x<1)，且支撐層27及頂蓋層29的材料可為SiNx(x
1)。
替代地，核心層21的材料可為SiB6xN1-x(0<x<1)，且支撐層27及頂蓋層29的材料可為SiNx(x
1)。
替代地，核心層21的材料可為YB2xN1-x(0<x<1)，且支撐層27及頂蓋層29的材料可為SiNx(x
1)。
在習知的薄膜中，需要將頂蓋層形成為5奈米或小於5奈米的厚度以便確保高極紫外光透射率。然而，在第一實施例中，藉由將組合M與α的材料用作頂蓋層29的材料，例如，使用選自YOF、YBxNy(x+y
1)、YOxNy(x+y
1)、SiBxNy(x+y
2)、SiBx(x
3)、SiC、SiNx(x
1)、YBx(x
2)、YN、Y2O3、YF3、BN、NbBx(x
1)、NbCx(x
1)以及B4C的材料，即使將頂蓋層29形成為10奈米的厚度，亦可提供不僅具有90%或大於90%的高極紫外光透射率且亦具有熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性的薄膜100。
因此，由於薄膜層20包含根據第一實施例的薄膜100中的M-α材料，故可提供90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率。
另外，根據第一實施例的薄膜100可在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率的同時提供熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。亦即，由於薄膜層20包含M-α材料，所述M-α材料為含有具有高光學屬性的Si或具有化學耐久性及機械穩定性的Y、能夠增強機械強度的B以及能夠增強光學屬性及耐化學性的N、C、O或F的金屬基化合物，故可在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率的同時提供熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。
根據第一實施例的上文所描述的薄膜100可由以下製造製程製造。首先，為了形成薄膜層20，支撐層27、核心層21以及頂蓋層29依序堆疊於其中未形成開口13的基底10上。
此時，第一支撐層27、核心層21以及頂蓋層29中的每一者可藉由CVD製程、ALD製程、電子束蒸發製程或濺鍍製程來形成。
其後，藉由移除薄膜層20下方的基底10的中心部分以形成薄膜層20的下部表面經由其部分地暴露的開口13，可獲得根據第一實施例的薄膜100。亦即，開口13藉由經由濕式蝕刻移除支撐層27下方的基底10的中心部分來形成。
[第二實施例]
圖3為繪示根據本揭露的第二實施例的用於極紫外光微
影的薄膜的放大視圖。
參考圖3，根據第二實施例的薄膜包含由其中M與α組合的M-α材料形成的薄膜層120。此處，M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者。此外，α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
薄膜層120包含藉由堆疊於基底10上形成的支撐層27、核心層21、中間層25以及頂蓋層29。中間層25可形成於核心層21的一個或兩個表面上。亦即，支撐層27形成於基底10上以覆蓋基底10的開口13。核心層21形成於支撐層27上。中間層25形成於核心層21上。頂蓋層29形成於中間層25上。
除添加中間層25以外，根據第二實施例的薄膜具有與根據第一實施例的薄膜(圖1中的100)相同的結構。
同樣包含於薄膜層120中的中間層25由M與α的組合形成。
在習知的薄膜中，需要將中間層形成為5奈米或小於5奈米的厚度以便確保高極紫外光透射率。然而，在第二實施例中，藉由將組合M與α的材料用作中間層25的材料，例如，使用選自YOF、YBxNy(x+y
1)、YOxNy(x+y
1)、SiBxNy(x+y
2)、SiBx(x
3)、SiC、SiNx(x
1)、YBx(x
2)、YN、Y2O3、YF3、BN、NbBx(x
1)、NbCx(x
1)以及B4C的材料，即使將中間層25形成為10奈米的厚度，亦可提供不僅具有90%或大於90%的高極紫外光透射率且亦具有熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性的薄膜。
根據第二實施例的上文所描述的薄膜可由以下製造製程製造。首先，為了形成薄膜層120，支撐層27、核心層21、中間
層25以及頂蓋層29依序堆疊於其中未形成開口13的基底10上。
此時，支撐層27、核心層21、中間層25以及頂蓋層29中的每一者可藉由CVD製程、ALD製程、電子束蒸發製程或濺鍍製程來形成。
其後，藉由移除薄膜層120下方的基底10的中心部分以形成薄膜層120的下部表面經由其部分地暴露的開口13，可獲得根據第二實施例的薄膜。亦即，開口13藉由經由濕式蝕刻移除支撐層27下方的基底10的中心部分來形成。
因此，由於薄膜層120包含根據第二實施例的薄膜中的M-α材料，故可提供90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率。
另外，根據第二實施例的薄膜可在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率的同時提供熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。
[第三實施例]
圖4為繪示根據本揭露的第三實施例的用於極紫外光微影的薄膜的放大視圖。
參考圖4，根據第三實施例的薄膜包含由其中M與α組合的M-α材料形成的薄膜層220。此處，M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者。此外，α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
薄膜層220包含藉由堆疊於基底10上形成的支撐層27、第一中間層23、核心層21、第二中間層25以及頂蓋層29。第一中間層23及第二中間層25分別形成於核心層21的兩個表面上。
亦即，支撐層27形成於基底10上以覆蓋基底10的開口13。第一中間層23形成於支撐層27上。核心層21形成於第一中間層23上。第二中間層25形成於核心層21上。頂蓋層29形成於第二中間層25上。
除添加第一中間層23及第二中間層25以外，根據第三實施例的薄膜具有與根據第一實施例的薄膜(圖1中的100)相同的結構。
同樣包含於薄膜層220中的第一中間層23及第二中間層25由M與α的組合形成。
在習知的薄膜中，需要將中間層形成為5奈米或小於5奈米的厚度以便確保高極紫外光透射率。然而，在第三實施例中，藉由將組合M與α的材料用作第一中間層23及第二中間層25的材料，例如，使用選自YOF、YBxNy(x+y
1)、YOxNy(x+y
1)、SiBxNy(x+y
2)、SiBx(x
3)、SiC、SiNx(x
1)、YBx(x
2)、YN、Y2O3、YF3、BN、NbBx(x
1)、NbCx(x
1)以及B4C的材料，即使將第一中間層23及第二中間層25形成為10奈米的厚度，亦可提供不僅具有90%或大於90%的高極紫外光透射率且亦具有熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性的薄膜。
根據第三實施例的上文所描述的薄膜可由以下製造製程製造。首先，為了形成薄膜層220，支撐層27、第一中間層23、核心層21、第二中間層25以及頂蓋層29依序堆疊於其中未形成開口13的基底10上。
此時，支撐層27、第一中間層23、核心層21、第二中間層25以及頂蓋層29中的每一者可藉由CVD製程、ALD製程、電
子束蒸發製程或濺鍍製程來形成。
其後，藉由移除薄膜層220下方的基底10的中心部分以形成薄膜層220的下部表面經由其部分地暴露的開口13，可獲得根據第三實施例的薄膜。亦即，開口13藉由經由濕式蝕刻移除支撐層27下方的基底10的中心部分來形成。
因此，由於薄膜層220包含根據第三實施例的薄膜中的M-α材料，故可提供90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率。
另外，根據第三實施例的薄膜可在具有90%或大於90%的高極紫外光透射率及0.04%或小於0.04%的極紫外光反射率的同時提供熱穩定性、機械穩定性以及化學耐久性。
[實驗實例]
為了檢查根據本揭露的薄膜在350瓦特或大於350瓦特的極紫外光輸出環境中的透射率及反射率，對根據第一實驗實例至第三十六實驗實例的薄膜進行模擬，如圖5至圖40中所繪示。
根據第一實驗實例至第三十六實驗實例的薄膜包含根據第一實施例的薄膜層。亦即，薄膜層包含支撐層、核心層以及頂蓋層。
當支撐層的厚度為5奈米時，在350瓦特的極紫外光輸出環境中模擬根據第一實驗實例至第三十六實驗實例中的每一者的薄膜的透射率及反射率，同時在0奈米與30奈米之間改變核心層的厚度及在0奈米與10奈米之間改變頂蓋層的厚度。
第一實驗實例至第九實驗實例
圖5至圖13為繪示根據本揭露的第一實驗實例至第九實
驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
在根據第一實驗實例至第九實驗實例的薄膜層中，Si用作M，且B及N用作α。此處，支撐層的材料為SiNx。核心層的材料為SiBxN1-x(0<x<1)。頂蓋層的材料為SiNx。
根據第一實驗實例至第九實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiBaNb_SiN(5奈米)」。此處，『SiN(5奈米)』指示支撐層。此外，『SiBaNb』指示核心層。且，『SiN』指示頂蓋層。
參考圖5，根據第一實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.1N0.9_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為13奈米或小於13奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，反射率為0.05%或小於0.05%。
參考圖6，根據第二實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.2N0.8_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為14奈米或小於14奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，反射率為0.05%或小於0.05%。
參考圖7，根據第三實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.3N0.7_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於15奈米且頂蓋層的厚度為10奈米
或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，反射率為0.05%或小於0.05%。
參考圖8，根據第四實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.4N0.6_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為15奈米或小於15奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，反射率為0.05%或小於0.05%。
參考圖9，根據第五實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.5N0.5_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為17奈米或小於17奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為6奈米至8奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖10，根據第六實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.6N0.4_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為17奈米或小於17奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為6奈米至8奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖11，根據第七實驗實例的薄膜表示為
「SiN_SiB0.7N0.3_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於20奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為6奈米至8奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖12，根據第八實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.8N0.2_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為22奈米或小於22奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為6奈米至8奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖13，根據第九實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.9N0.1_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為24奈米或小於24奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為6奈米至8奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
因此，根據第一實驗實例至第九實驗實例，在SiBxN1-x(0<x<1)用作核心層的材料的情況下，可見當核心層的厚度為24奈米或小於24奈米且頂蓋層的厚度為6奈米至8奈米時，提供具有90%或大於90%的極紫外光透射率且具有0.04%或小於0.04%的反射率的薄膜。
第十實驗實例至第十八實驗實例
圖14至圖22為繪示根據本揭露的第十實驗實例至第十
八實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
在根據第十實驗實例至第十八實驗實例的薄膜層中，Si用作M，且B及N用作α。此處，支撐層的材料為SiNx。核心層的材料為SiB6xN1-x(0<x<1)。頂蓋層的材料為SiNx。
根據第十實驗實例至第十八實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiBaNb_SiN(5奈米)」。此處，『SiN(5奈米)』指示支撐層。此外，『SiBaNb』指示核心層。且，『SiN』指示頂蓋層。
參考圖14，根據第十實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB0.6N0.9_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為13奈米或小於13奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，反射率為0.05%或小於0.05%。
參考圖15，根據第十一實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB1.2N0.8_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於15奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，反射率為0.05%或小於0.05%。
參考圖16，根據第十二實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB1.8N0.7_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為16奈米或小於16奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖17，根據第十三實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB2.4N0.6_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為17奈米或小於17奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為1奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖18，根據第十四實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB3.0N0.5_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為18奈米或小於18奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為1奈米至4奈米或7奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖19，根據第十五實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB3.6N0.4_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於20奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋
層的厚度為1奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖20，根據第十六實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB4.2N0.3_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於22奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為1奈米至4奈米或7奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖21，根據第十七實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB4.8N0.2_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為23奈米或小於23奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為1奈米至4奈米或7奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖22，根據第十八實驗實例的薄膜表示為「SiN_SiB5.4N0.1_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為24奈米或小於24奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為1奈米至4奈米或7奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
因此，根據第十實驗實例至第十八實驗實例，在將
SiB6xN1-x(0<x<1)用作核心層的材料的情況下，可見當核心層的厚度為24奈米或小於24奈米且頂蓋層的厚度為1奈米至4奈米或7奈米至10奈米時，提供具有90%或大於90%的極紫外光透射率且具有0.04%或小於0.04%的反射率的薄膜。
第十九實驗實例至第二十七實驗實例
圖23至圖31為繪示根據本揭露的第十九實驗實例至第二十七實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
在根據第十九實驗實例至第二十七實驗實例的薄膜層中，Y用作M，且B及N用作α。此處，支撐層的材料為SiNx。核心層的材料為YB2xN1-x(0<x<1)。頂蓋層的材料為SiNx。
根據第十九實驗實例至第二十七實驗實例的薄膜表示為「SiN_YBaNb_SiN(5奈米)」。此處，『SiN(5奈米)』指示支撐層。此外，『YBaNb』指示核心層。且，『SiN』指示頂蓋層。
參考圖23，根據第十九實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB0.2N0.9_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為14奈米或小於14奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖24，根據第二十實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB0.4N0.8_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於15奈米且頂蓋層的厚度為10奈米
或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖25，根據第二十一實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB0.6N0.7_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於16奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖26，根據第二十二實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB0.8N0.6_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於17奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖27，根據第二十三實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB1.0N0.5_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度為17奈米或小於17奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%
或小於0.04%。
參考圖28，根據第二十四實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB1.2N0.4_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於18奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖29，根據第二十五實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB1.4N0.3_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於19奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖30，根據第二十六實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB1.6N0.2_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於21奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
參考圖31，根據第二十七實驗實例的薄膜表示為「SiN_YB1.8N0.1_SiN(5奈米)」。
當核心層的厚度小於23奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
另外，當核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，反射率為0.04%或小於0.04%。
因此，根據第十九實驗實例至第二十七實驗實例，在將YB2xN1-x(0<x<1)用作核心層的材料且將SiNx用作支撐層及頂蓋層的材料的情況下，可見當核心層的厚度小於23奈米且頂蓋層的厚度為2奈米至4奈米或8奈米至10奈米時，提供具有90%或大於90%的極紫外光透射率且具有0.04%或小於0.04%的反射率的薄膜。
第二十八實驗實例至第三十六實驗實例
圖32至圖40為繪示根據本揭露的第二十八實驗實例至第三十六實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
在根據第二十八實驗實例至第三十六實驗實例的薄膜層中，Y用作M，且B及N用作α。此處，支撐層的材料為YB6。核心層的材料為YB2xN1-x(0<x<1)。頂蓋層的材料為YB6。
根據第二十八實驗實例至第三十六實驗實例的薄膜表示為「YB6_YBaNb_YB6(5奈米)」。此處，『YB6(5奈米)』指示支撐層。此外，『YBaNb』指示核心層。且，『YB6』指示頂蓋層。
參考圖32，根據第二十八實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB0.2N0.9_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於18奈米且頂蓋層的厚度為10奈米
或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖33，根據第二十九實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB0.4N0.8_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於18奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖34，根據第三十實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB0.6N0.7_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於19奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖35，根據第三十一實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB0.8N0.6_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於20奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖36，根據第三十二實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB1.0N0.5_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於21奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖37，根據第三十三實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB1.2N0.4_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於23奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%
或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖38，根據第三十四實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB1.4N0.3_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於24奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖39，根據第三十五實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB1.6N0.2_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於25奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
參考圖40，根據第三十六實驗實例的薄膜表示為「YB6_YB1.8N0.1_YB6(5奈米)」。
當核心層的厚度小於27奈米且頂蓋層的厚度為10奈米
或小於10奈米時，透射率為90%或大於90%。
在其中核心層的厚度為30奈米或小於30奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些區段中，反射率為0.04%或小於0.04%。可見其中反射率為0.04%或小於0.04%的此等區段在核心層及頂蓋層的厚度圖中僅僅呈現於傾斜方向上的六個區中。
因此，根據第二十八實驗實例至第三十六實驗實例，在將YB2xN1-x(0<x<1)用作核心層的材料且將YB6用作支撐層及頂蓋層的材料的情況下，可見以在核心層的厚度小於27奈米且頂蓋層的厚度為10奈米或小於10奈米的一些厚度提供具有90%或大於90%的極紫外光透射率且具有0.04%或小於0.04%的反射率的薄膜。
雖然已參考本揭露的例示性實施例特定地繪示及描述本揭露，但所屬領域中具有通常知識者應理解，可在不脫離如由所附申請專利範圍所界定的本揭露的範疇的情況下，在本文中作出形式及細節的各種改變。
10:基底
13:開口
20、120、220:薄膜層
21:核心層
23:第一中間層
25:第二中間層
27:支撐層
29:頂蓋層
100:薄膜
A:部分
圖1為繪示根據本揭露的第一實施例的用於極紫外光微影的薄膜的橫截面視圖。
圖2為圖1的部分A的放大視圖。
圖3為繪示根據本揭露的第二實施例的用於極紫外光微影的薄膜的放大視圖。
圖4為繪示根據本揭露的第三實施例的用於極紫外光微影的薄膜的放大視圖。
圖5至圖13為繪示根據本揭露的第一實驗實例至第九實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
圖14至圖22為繪示根據本揭露的第十實驗實例至第十八實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
圖23至圖31為繪示根據本揭露的第十九實驗實例至第二十七實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
圖32至圖40為繪示根據本揭露的第二十八實驗實例至第三十六實驗實例的用於極紫外光微影的薄膜的透射率及反射率的曲線圖。
10:基底
13:開口
20:薄膜層
100:薄膜
A:部分
Claims (11)
- 一種用於極紫外光微影的薄膜，所述薄膜包括：薄膜層，由其中M與α組合的M-α材料形成，其中所述薄膜層包含：支撐層；核心層，形成於所述支撐層上；以及頂蓋層，形成於所述核心層上，其中所述支撐層、所述核心層以及所述頂蓋層中的每一者由所述M-α材料形成，且其中M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者，且α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中當M為Nb且α為B及C時，所述薄膜層藉由選擇及組合來自NbBx(x1)、NbCx(x1)以及B4C當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Nb、B以及C中的所有。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中當M為Si且α為B、N以及C時，所述薄膜層藉由選擇及組合來自SiBxNy(x+y2)、SiBx(x3)、SiC、SiNx(x1)以及BN當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Si、B、N以及C中的所有。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中當M為Y且α為B、N、O以及F時，所述薄膜層藉由選擇及組合來自YOF、YBxNy(x+y1)、YOxNy(x+y1)、YBx(x2)、YN、Y2O3以及YF3當中的兩者或大於兩者來形成，使得含有Y、B、N、O以及F中的所有。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中所述核心層的材料為SiBxN1-x(0<x<1)，且所述支撐層及所述頂蓋層的材料為SiNx(x1)。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中所述核心層的材料為SiB6xN1-x(0<x<1)，且所述支撐層及所述頂蓋層的材料為SiNx(x1)。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中所述核心層的材料為YB2xN1-x(0<x<1)，且所述支撐層及所述頂蓋層的材料為SiNx(x1)。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中所述核心層的材料為YB2xN1-x(0<x<1)，且所述支撐層及所述頂蓋層的材料為YBx(x2)。
- 如請求項1所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中所述薄膜層進一步包含中間層，形成於所述核心層的一個或兩個表面上，其中所述頂蓋層形成於所述中間層上，且其中所述支撐層、所述核心層、所述中間層以及所述頂蓋層中的每一者由M與α的組合形成。
- 一種用於極紫外光微影的薄膜，所述薄膜包括：基底，具有形成於其中心部分中的開口；以及薄膜層，形成於所述基底上以覆蓋所述開口且由其中M與α組合的M-α材料形成，其中所述薄膜層包含：支撐層，形成於所述基底上以覆蓋所述開口；核心層，形成於所述支撐層上；以及 頂蓋層，形成於所述核心層上，其中所述支撐層、所述核心層以及所述頂蓋層中的每一者由所述M-α材料形成，且其中M為Si、Zr、Mo、Ru、Y、W、Ti、Ir以及Nb中的一者，且α為B、N、C、O以及F中的至少兩者。
- 如請求項10所述的用於極紫外光微影的薄膜，其中所述薄膜層進一步包含中間層，形成於所述核心層的一個或兩個表面上，其中所述頂蓋層形成於所述中間層上，且其中所述支撐層、所述核心層、所述中間層以及所述頂蓋層中的每一者由M與α的組合形成。
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