在极紫外线光刻应用中从光掩模去除附接特征

技术领域

本揭示内容的实施方式大体涉及用于从光掩模去除附接特征的工艺的方法和设备。特定言之，本揭示内容的实施方式提供了用于光刻应用的通过局部感应加热从光掩模上的附接特征去除皮层螺柱(pellicle stud)的方法和设备。

背景技术

在集成电路(IC)或芯片的制造中，由芯片设计者产生代表芯片的不同层的图案。一系列可重复使用的掩模(或光掩模)从这些图案产生，以便在制造工艺期间将每个芯片层的设计转移到半导体基板上。掩模图案产生系统使用精密激光或电子束将芯片的每个层的设计成像到相应的掩模上。然后，与照相底片一样，使用掩模将用于每个层的电路图案转印到半导体基板上。这些层是使用一系列工艺构建的，并且转化为微小晶体管和包括每个完成芯片的电路。因此，掩模中的任何缺陷可能会转移到芯片，潜在地对性能产生不利影响。足够严重的缺陷可能使得掩模完全无用。通常，一组15到30个掩模被使用来构建芯片，并且可被重复使用。

随着关键尺寸(CD)的缩小，目前的光学光刻在45纳米(nm)技术节点处已接近技术极限。下一代光刻(NGL)有望例如以32nm技术节点及更小的技术节点取代传统的光学光刻方法。有数个NGL候选者，诸如极紫外线(EUV)光刻(EUVL)、电子投影光刻(EPL)、离子投影光刻(IPL)、纳米压印和X射线光刻。其中，EUVL是最有可能的继承者，因为EUVL具有光学光刻的大部分特性，与其他NGL方法相比，其为较成熟的技术。

通常，可重复使用一个光掩模(例如，掩模版)，来可再现地印刷数千个基板。通常，光掩模(例如，掩模版)典型为玻璃或石英基板，给予具有多个层的膜堆叠，包括设置在其上的光吸收层和不透明层。当执行光刻工艺时，使用皮层来保护掩模版免于颗粒污染。皮层是薄透明隔膜，其允许光和辐射穿过其而到达掩模版。皮层是相对便宜、薄、透明、柔性的片，其在掩模的表面上方拉伸并且不接触掩模的表面。皮层通过将颗粒与掩模表面机械地分离，来对颗粒污染提供功能性和经济性的解决方案。在已使用光掩模数个周期并且皮层已变成损坏的或太脏而无法使用后，移除光掩模并替换皮层。

皮层通常由附接特征支撑并且固持在掩模版上。当使用时，附接特征被用于将皮层固定在光掩模上。然而，当从光掩模替换皮层和附接特征时，通常会由用于拉下附接特征的机械力对光掩模造成损坏。此外，在一些情况下，当替换皮层和去除附接特征时，会使用热能来软化附接特征。然而，此类热能可能无法避免地损坏光掩模的膜堆叠及/或结构。

因此，在定期使用后，会需要用于替换掩模版上的皮层和附接特征的设备和方法。

发明内容

本揭示内容的实施方式通常提供用于从光掩模去除用于固持皮层的附接特征的设备和方法。在一个实施方式中，用于处理光掩模的附接特征去除设备包括附接特征拉拔器和线圈组件，附接特征拉拔器包括致动器、与致动器耦接的夹具，夹具适于夹持附接特征，线圈组件被设置成与附接特征相邻。

在另一实施方式中，从光掩模去除附接特征的方法包括：将附接特征拉拔器定位成包围设置在光掩模上的附接特征；通过感应加热来加热附接特征；移动附接特征拉拔器以夹持附接特征；对附接特征拉拔器施加机械力；以及从光掩模去除附接特征。

在又一实施方式中，用于处理光掩模的附接特征去除设备包括：与设置在附接特征去除设备中的致动器耦接的夹具，其中夹具由绝缘材料制成；以及围绕接收在夹具中的附接特征设置的线圈组件。

附图说明

为了能够详细地理解本揭示内容的实施方式中的上述特征的方式，可以通过参考实施方式获得上文简述的本揭示内容的更特定的描述，其中一些实施方式在附图中图示。然而，应注意的是，附图仅图示本揭示内容的典型实施方式，而因此不被视为限制其范围，因为本揭示内容可以允许其他等效的实施方式。

图1示意性地图示了根据本揭示内容的一个实施方式的光刻系统；

图2示意性地图示了可以在图1的光刻系统中使用的光掩模的截面图；

图3A示意性地图示了在从图2的光掩模去除皮层后光掩模的截面图；

图3B图示了在从图2的光掩模去除皮层后光掩模的俯视图；

图4描绘了用于从掩模版去除附接固定件的附接特征去除工艺的流程图；

图5A至图5B图示了在图4的去除工艺的不同阶段期间的光掩模的截面图；

图6图示了在从光掩模去除皮层螺柱后光掩模的截面图；以及

图7图示了在从光掩模去除粘合层后光掩模的截面图。

为了便于理解，已在可能的地方使用了相同的附图标记来表示图中共有的相同元件。可以预期的是，一个实施方式中揭示的元件可以有益地用于其他实施方式而无需特定详述。

具体实施方式

本揭示内容的实施方式通常提供用于从光掩模去除用于固持皮层的附接特征的设备和方法。附接特征用于将皮层固持及/或支撑于光掩模。附接特征包括固持皮层的皮层螺柱和附接在皮层螺柱与光掩模之间的粘合层。使用附接特征去除设备来从光掩模去除附接特征。在一个实例中，附接特征去除设备包括具有皮层螺柱夹持器的附接特征拉拔器，其可经由围绕皮层螺柱夹持器设置的感应线圈组件提供感应加热能量。在具有来自皮层螺柱夹持器的感应加热的情况下，界面处的粘合层可以软化，从而促进从光掩模有效拉拔皮层螺柱。可将粘合层与皮层螺柱一起从光掩模拉拔，或者可根据需要执行额外的粘合层去除工艺，以从光掩模去除粘合层。

图1示意性地图示了根据本揭示内容的一个实施方式的光刻系统100。光刻系统100通常包括辐射系统101，辐射系统101被配置为产生在光刻工艺期间使用的辐射束108。光刻系统100进一步包括经由波列109与辐射系统101连接的光刻设备102。

辐射系统101通常包括辐射源106和投影系统107。在一个实施方式中，辐射源106可包括激光产生的等离子体106a和收集镜106b。在一个实施方式中，辐射系统101可被配置为产生波长在5nm至20nm范围内的极紫外线(EUV)辐射。辐射系统101被配置为向光刻设备102投射辐射束108以进行光刻工艺。

光刻设备102包括限定内部容积104的主体103。在处理期间，由于在真空状态下进行处理减少了颗粒污染的可能性，因此可使用泵系统105将内部容积104保持在真空下。光刻设备102进一步包括设置在内部容积104中的掩模站110、投影系统119、基板台116和颗粒去除站120。

掩模站110被配置为定位光掩模113(例如，掩模版)，其被配置为接收和反射辐射束108到投影系统119。光掩模113具有形成在其上的图案，并且由光掩模113将该图案反射在辐射束108中。投影系统119被配置为投射辐射束108，并且将图案传送到定位在基板台116上的基板118上，基板台116被配置为精确定位基板118。本文使用的基板118可以是由晶体硅、掺杂硅或复合硅基板制成的半导体基板，基板包括取决于应用而设置在其上的一种或多种不导电材料、介电材料或导电层。基板118不限于任何特定尺寸或形状。基板118可以是具有200mm直径、300mm或450mm直径的圆形晶片。基板亦可以是任何多边形、方形、矩形、弯曲的或其他非圆形的工件，诸如根据需要的玻璃基板。

颗粒去除站120设置在辐射束108的路径中，并且被配置为去除沿着辐射束108行进的碎片和颗粒。在一个实施方式中，颗粒去除站120位于掩模站110附近，与去向和来自光掩模113的辐射束108的输入和输出路径相交。

掩模站110包括腔室主体111，腔室主体111具有被配置为在处理期间传输辐射束108的挡板开口114。光掩模113位于掩模台112上，掩模台112被配置为定位光掩模113，以与辐射束108和投影系统119对准。掩模台112可在X-Y方向上移动或相对于辐射束108移动，以便确保光掩模113上的特征/结构在光刻工艺期间根据需要暴露于辐射束108。在EUV光刻的情况下，因为所有材料对于EUV波长都是不透明的，所以光掩模113直接暴露于辐射束108和内部容积104的环境而没有任何保护。然而，可选的挡板可以设置在挡板开口114中，并且当未进行处理时可以是关闭的。

导电板192设置在掩模站110中，以与光掩模113平行的布置与光掩模113的前表面193间隔开。导电板192可以是金属板、金属环或任何合适的导电结构的形式，具有允许辐射束108穿过其中而到达光掩模113的前表面193的开口195。导电板192可与腔室主体111的侧壁耦接，并且可从掩模站110上去除，以供定期清洁。在一个实施方式中，导电板192位于距掩模台约10mm与约30mm之间的距离110处。通过电路布置194将电源190耦接到导电板192。由于光掩模113可在操作期间具有设置在其上的导电材料，因此导电板192和设置在光掩模113上的导电材料可各自充当电极，这些电极可在施加电力时在其间产生电场。电压V可施加于导电板192，建立产生电位的电场，其可排斥(例如，推)带电粒子远离光掩模113的表面193。通过如此做，可保持光掩模113的前表面193的清洁度。在一个实施方式中，电压V可施加于导电板192达约50伏特与约500伏特之间。光掩模113可根据需要接地。

掩模站110可以进一步包括掩模转移机构125，掩模转移机构125配置为将光掩模113转移到掩模存放器126和从掩模存放器126转移光掩模113，掩模存放器126中可以密封状态存放不同的掩模。

投影系统119包括多个镜115，多个镜115被配置为向基板118反射辐射束108。投影系统119可包括多达10个镜。投影系统119可包括投影柱(未图示)，投影柱被配置为以期望的比率和期望的位置将辐射束108从多个镜115投射到基板118。

基板台116通常包括基板支撑件117，基板支撑件117被配置为支撑、平移和旋转基板118，使得辐射束108能够投射到多个裸片上。

颗粒去除站120被配置为去除在辐射束108内行进的任何碎屑颗粒，以保护掩模113、镜115和基板118。颗粒去除站120可位于辐射束108的路径中的任何地方。

系统控制器155与计算装置类似，通常包括中央处理单元(CPU)、存储器和支持电路。CPU可以是可在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器之一。系统控制器155控制光刻系统100的操作。支持电路常规地与CPU138耦接，并且可包括高速缓冲存储器、时钟电路、输入/输出子系统、电源等。软件程序将CPU转换为专用计算机(控制器)。软件程序亦可由远离光刻系统100定位的第二控制器(未图示)来储存及/或执行。

图2描绘了设置在光掩模202(诸如，掩膜版)上的膜堆叠204的细节。光掩模202可类似于可在图1所描绘的光刻系统100处处理的光掩模113。光掩模202包括设置在光掩模202上的膜堆叠204，该膜堆叠204具有形成在其中的所需特征207。在图2所描绘的示例性实施方式中，光掩模202可以是石英基板(亦即，低热膨胀二氧化硅(SiO

膜堆叠204包括形成在其中的特征207。要注意的是，图2至图7所描绘的特征207和膜堆叠204仅用于说明目的，因此特征207和膜堆叠204根据需要可以是任何形式。膜堆叠204包括EUV反射多材料层208和设置在EUV反射多材料层208上的吸收层206。EUV反射多材料层208可包括至少一个钼层208a和硅层208b。尽管图2所描绘的实施方式图示了四对钼层208a和硅层208b(交替的钼层208a和硅层208b在光掩模202上重复形成)，但应注意的是，钼层208a和硅层208b的数量可基于不同的工艺需要而变化。在一个特定实施方式中，可沉积四十对钼层208a和硅层208b，以形成反射多材料层208。在一个实施方式中，每个单一钼层208a的厚度可控制在约1nm与约10nm之间(诸如，约2.7nm)，并且每个单一硅层208b的厚度可控制在约1nm与约10nm之间(诸如，约4.1nm)。反射多材料层208总厚度可为约10nm与约500nm之间。反射多材料层208在13.5nm波长下可具有高达70％的EUV光反射率。反射多材料层208的总厚度可为约70nm与约500nm之间。

然后，可在反射多材料层208上设置吸收层206。吸收层206是一种不透明且遮光的层，其被配置为吸收光刻工艺期间产生的光的一部分。吸收层206可为单层或多层结构的形式。吸收层206亦可进一步包括设置在体吸收层上的自掩模层。在一个实施方式中，吸收层206的总膜厚度为约50nm与约200nm之间。吸收层206的总厚度有利地促进满足亚32nm技术节点应用中的EUV掩模的严格的总蚀刻轮廓公差。

在吸收层206包括设置在体吸收层上的自掩模层的一个实施方式中，体吸收层可包括基本上无氧的基于钽的材料，例如，基于硅化钽的材料(诸如，TaSi)、基于氮化硼化钽的材料(诸如，TaBN)和基于氮化钽的材料(诸如，TaN)。自掩模层可由基于钽和氧的材料制成。自掩模层的组成与体吸收层的组成相对应，并且当体吸收层包括TaSi或TaSiN时，可包括氧化和氮化的基于钽和硅的材料(诸如，TaSiON)；当体吸收层包括TaBN时，可包括基于钽氧化硼的材料(诸如，TaBO)；并且当体吸收层包括TaN时，可包括基于氧化和氮化的钽的材料(诸如，TaON)。特征207(亦即，开口)形成在膜堆叠204中并暴露光掩模。

此外，可选地在反射多材料层208与吸收层206之间设置封盖层(未图示)。封盖层可由金属材料制成，诸如钌(Ru)材料、锆(Zr)材料或任何其他合适的材料。在图2所描绘的实施方式中，封盖层为钌(Ru)层。封盖层厚度为约1nm与约10nm之间。

如图2所示，在光掩模202的预定位置217上形成附接固定件216以支撑皮层214。附接固定件216包括用于固持皮层214的皮层螺柱212和用于协助将皮层螺柱212附接到光掩模202的粘合层210。皮层螺柱212可由任何合适的材料制成，诸如含金属材料、导电材料、塑料材料、介电材料或其他适合固持皮层214的材料。在一个实例中，皮层螺柱212是选自由钛、铝、不锈钢、上述材料的组合和上述材料的合金组成的群组的导电材料。粘合层210可以是任何合适的胶层，诸如环氧树脂。皮层螺柱212和皮层214之间的界面可包括机械夹持机构，以有助于根据需要将皮层214牢固地附接在皮层螺柱212上。

在图4所描绘的附接特征去除工艺之前，可通过任何合适的方式或机构从附接固定件216去除皮层214，如图3A所示。图3B描绘了光掩模202的俯视图。图3A描绘了沿着图3B所示的切割线A-A'的截面图。附接固定件216位于光掩模202的预定位置217(例如，角落)处。尽管图3B所描绘的实施方式图示了用于设置在其上的附接固定件216的四个位置，但要注意的是，可根据需要使用任何数量的附接固定件216。

图4描绘了可用于从光掩模202去除附接固定件216的附接特征去除工艺400。图5A至图5B描绘了在图4的附接特征去除工艺400的不同阶段的附接特征去除设备550中的光掩模202的截面图。要注意的是，为了便于说明，将图5A至图5B所描绘的光掩模202和设置在其上的膜堆叠204上下颠倒。

通过在附接特征去除设备(诸如图5A所描绘的附接特征去除设备550)中提供光掩模202，附接特征去除工艺400在操作402处开始。附接特征去除设备550可提供外壳，外壳具有设置在其中的多于一个附接特征拉拔器500。附接特征拉拔器500被配置为从光掩模202去除皮层螺柱212。可选择附接特征拉拔器500的编号，以与要从光掩模202去除的附接固定件216的编号唯一配对。在本文所描绘的实施方式中，可使用四个附接特征拉拔器500(图5A至图5B中仅图示一个)，以去除设置在光掩模202的角落的四个附接固定件216(如图3B所示)。

附接特征拉拔器500包括致动器502，致动器502与皮层螺柱夹持器504耦接。致动器502可操作以在垂直方向上(或在z方向上)移动皮层螺柱夹持器504。皮层螺柱夹持器504的移动可由致动器502控制在x、y和z方向上。致动器502可协助定位皮层螺柱夹持器504，以在适当的座标容纳皮层螺柱212以供夹持。皮层螺柱夹持器504包括一对侧壁510，一对侧壁510由底部504连接，形成开口531，开口531适于当操作时接收或容纳皮层螺柱212。一对侧壁510可在垂直方向上向上延伸，以建立具有宽度518的开口531，宽度518大于皮层螺柱212的宽度，以便可将皮层螺柱212适当地定位在其中，而不会损坏。可在开口531中设置一对夹具506，一对夹具506可分别抵靠一对侧壁510(例如，开口531中的侧壁510的内壁)致动，以夹持及/或夹住设置在其中的皮层螺柱212。由于皮层螺柱212的大小和尺寸可以不同，因此设置在开口531中的夹具506促进牢固地夹持皮层螺柱212，而同时适应不同的皮层螺柱大小和几何形状。

在一个实例中，皮层螺柱夹持器504可由绝缘材料、塑料材料、介电材料或合适的材料制成。在一个实例中，皮层螺柱夹持器504由诸如耐火材料的绝缘体材料制成。夹具506可由任何合适的材料制成，诸如绝缘材料、塑料材料、介电材料或合适的材料。在一个实例中，夹具506由选自由陶瓷、耐火材料和高温纤维组成的组的绝缘体材料制成。

线圈组件508可围绕皮层螺柱夹持器504的侧壁510(例如，侧壁510的外壁)设置。线圈组件508包括具有一个或多个螺旋绕组的圆柱形感应线圈。要注意的是，线圈的绕组以串联方式电性连接。或者，线圈组件508可定位在靠近皮层螺柱212的任何地方，以便当操作时对皮层螺柱212提供热能。

当向线圈组件508供电(例如，经由电源对其施加电压)时，线圈内部的电流可通过皮层螺柱212中的感应电流在皮层螺柱212内部产生热量。感应加热通常不会将热量传送到绝缘体部件，诸如皮层螺柱夹持器504和夹具506。线圈主要在设置在皮层螺柱夹持器504的开口531中的皮层螺柱212中产生感应热(例如，未与皮层螺柱212实体接触)。从线圈组件508产生的感应加热通常加热导电物体，诸如来自皮层螺柱212的导电材料。通过利用由在线圈组件508中流动的电流产生的电磁场，通过感应在皮层螺柱212内部产生热量，而不是直接热接触皮层螺柱212。通过如此做，与皮层螺柱212耦接的粘合层210可在皮层螺柱212附近的区域中被快速加热并且在相对高的温度条件下快速熔化，从而在粘合层210与光掩模202之间产生松动或软化的界面，或者在粘合层210与皮层螺柱212之间产生松动或软化的界面。当与粘合层210的界面软化或松动时，然后可从致动器502施加相对低的机械力，从而致动皮层螺柱夹持器504，以从光掩模202拉拔皮层螺柱212(如图5B所描绘的箭头602所示)。致动器502将皮层螺柱夹持器504向上移动至图5A所示的位置。随后，致动器502向下移动皮层螺柱夹持器504，将皮层螺柱夹持器504与皮层螺柱212一起垂直向下拉拔到远离光掩模202的位置(如图5B所示)。通过感应将热量传送到皮层螺柱212，以使粘合层210处于允许将皮层螺柱212容易地从光掩模202去除的情况(亦即，软化或熔化)。一旦粘合层210在皮层螺柱212和粘合层210的界面附近熔化，产生软化或松动的界面，皮层螺柱212就变得与光掩模202分离。然后，当由皮层螺柱夹持器504向下拉拔皮层螺柱212时，皮层螺柱212被轻易地去除，而没有损坏。因此，线圈组件508可定位成靠近皮层螺柱夹持器504或靠近皮层螺柱212的任何合适的位置，以便当操作时经由感应加热对皮层螺柱212提供热能。

系统控制器556与计算装置类似，通常包括中央处理单元(CPU)、存储器和支持电路。系统控制器556用于控制附接特征去除设备550的操作。CPU可以是可在工业环境中使用的任何形式的通用计算机处理器之一。支持电路常规地与CPU耦接，并且可包括高速缓冲存储器、时钟电路、输入/输出子系统、电源等。软件程序将CPU转换为特定用途的计算机(控制器)。软件程序亦可由远离附接特征去除设备550定位的第二控制器(未图示)来储存及/或执行。

在可选操作404中，光掩模202可保持在高温下，诸如高于摄氏50度但低于摄氏150度，诸如摄氏80度与摄氏120度之间。可根据需要将光掩模202定位在加热装置555上，诸如设置在附接特征去除设备550中的固化板、加热板或任何合适的加热装置。或者，附接特征去除设备550可用作加热装置，诸如能够提供热能的烘箱或外壳，其可对光掩模202提供温和的热能。与需要在高温环境中加热光掩模202(诸如将光掩模加热到大于摄氏300度的温度范围)的传统做法不同，附接特征去除设备550中对光掩模202的温和的温度升高可在不损坏设置在光掩模202上的特征218、207和膜堆叠204的情况下平缓地协助软化或熔化粘合层210。因此，在附接特征去除工艺400期间将光掩模202保持在相对低的温度范围内(诸如，小于250度)可大大减少或甚至消除由皮层螺柱拉拔工艺引起的损坏的可能性。

如上所述，在操作406，将功率施加到围绕皮层螺柱夹持器504设置的线圈组件508。施加到线圈组件508的功率可在线圈组件508中产生电流，从而在皮层螺柱212内部产生感应加热。此种热量可将热通量传送到粘合层210，以局部加热粘合层210，以便然后通过从加热的皮层螺柱212提供的热量软化在皮层螺柱212与粘合层210之间的界面。

在操作408，一旦在皮层螺柱212与粘合层210之间的界面处的粘合层210被来自加热的皮层螺柱212的快速热能以及(若有)来自附接特征去除设备550的热能软化，然后就将皮层螺柱夹持器504对准到夹持皮层螺柱212的位置，并且可对致动器502施加机械力，以使用皮层螺柱夹持器504从光掩模202拉拔皮层螺柱212。

在图6所描绘的实例中，仅从光掩模202去除了皮层螺柱212，而粘合层210保留在光掩模202上。因此，如图7所示，可能需要额外的清洁工艺或粘合剂去除工艺，来从光掩模202去除粘合层210。在一些实例中，如图7所示，当来自致动器的机械力足够强而能够从光掩模202拉拔皮层螺柱212和粘合层210时，可根据需要消除额外的粘合剂去除工艺。

尽管根据本揭示内容只描述了光刻工艺，但本揭示内容的实施方式可应用于任何合适的工艺和需要从物体上去除附接特征的任何适当的处理工具中。

因此，本揭示内容的实施方式大体提供从光掩模去除附接特征的设备和方法。这些方法和设备通过经由围绕皮层螺柱夹持器设置的感应线圈来供给的感应加热能量，有利地从光掩模去除附接特征，以便软化在附接特征与光掩模之间的界面，从而协助从光掩模拉拔附接特征。因此，本文提供的方法和设备有利地促进适合在EUV技术中使用的光掩模的制造。

尽管前述内容针对本揭示内容的实施方式，但是在不脱离本揭示内容的基本范围的情况下，可设计本揭示内容的其他和进一步的实施方式，并且本揭示内容的范围由所附权利要求书确定。