TW202343131A - 清潔薄膜框架和薄膜膜層的裝置及方法 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一種清潔薄膜框架和薄膜膜層的裝置及方法。在清潔薄膜的過程中，使用至少一個氣體噴嘴在薄膜上流動氣體。在流動期間，薄膜對於至少一個氣體噴嘴相對移動。在流動期間，薄膜藉由至少一個α離子產生器產生暴露於離子化氣體中。同樣在流動期間，使用超音波換能器(ultrasound transducer)或換能器陣列將超音波施加到薄膜。氣體噴嘴可以具有噴嘴孔，該噴嘴孔包含與薄膜的薄膜膜層平行排列的縫隙或孔的線性陣列。

Description

清潔薄膜框架和薄膜膜層的裝置及方法
本發明實施例是關於一種清潔薄膜框架和薄膜膜層的裝置及方法。
以下涉及半導體製造技術、半導體微影技術、極紫外線(Extreme Ultraviolet，EUV)微影技術、薄膜維護技術以及相關技術。
根據本發明的一實施例，一種電路佈局圖案化的方法，該方法包含：對包含安裝在一薄膜框架上的一薄膜膜層的一薄膜進行一薄膜清潔方法；完成該薄膜清潔方法後，將該薄膜貼附在一標線片上；將貼有該薄膜的該標線片裝載到一曝光室；裝載完成後，在該曝光室中，使用該標線片對位於一基板上的一光阻層進行曝光，以形成一圖案化光阻層；及經由顯影及蝕刻該圖案化光阻層以形成一電路佈局圖案；其中該薄膜清潔方法包含：使用至少一個氣體噴嘴使一氣體在包含安裝在該薄膜框架上的該薄膜膜片的該薄膜上流動；在流動期間，使該薄膜相對於該至少一個氣體噴嘴移動；在流動期間，將該薄膜暴露於由至少一個α離子產生器所產生的一離子化氣體中；及在流動期間，使用一超音波換能器或換能器陣列向該薄膜施加一超音波。
根據本發明的一實施例，一種薄膜清潔裝置，包含：一薄膜夾持具；至少一個氣體噴嘴，其經佈置以在由該薄膜夾持具所夾持的一相關薄膜上流動一氣體；及至少一個離子產生器，其經佈置以將由該薄膜夾持具所夾持的該相關薄膜暴露於離子化氣體中。
根據本發明的一實施例，一種薄膜清潔裝置，包含：一薄膜夾持具；一氣體噴嘴，其經佈置以使一氣體在由該薄膜夾持具所夾持的一相關薄膜上流動，該氣體噴嘴具有一噴嘴孔，該噴嘴孔包含與該薄膜的一薄膜膜層平行排列的一縫隙或孔的一線性陣列；及一超音波換能器或換能器陣列，其經佈置以將一超音波施加到由該薄膜夾持具所夾持的該相關薄膜。
以下揭露提供用於實施所提供標的之不同特徵之諸多不同實施例或實例。下文將描述組件及配置的特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不意在產生限制。例如，在以下描述中，在第二構件上方或第二構件上形成第一構件可包含其中形成直接接觸之第一構件及第二構件的實施例，且亦可包含其中可在第一構件與第二構件之間形成額外構件使得第一構件及第二構件可不直接接觸的實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考元件符號及/或字母。此重複係為了簡單及清楚且其本身不指示所討論之各種實施例及/或組態之間的一關係。
此外，為便於描述，例如「在…之下」、「下方」、「下」、「在…之上」、「上方」及其類似之空間相對術語在本文中可用於描述一元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中所繪示出的。除了圖中所描繪之方向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同方向。設備可依其他方式定向(旋轉90度或依其他方向)且亦可因此解釋本文中所使用之空間相對描述詞。
微影圖案化製程使用包含所需遮罩圖案的標線片(即光罩)。標線片可以是反射遮罩或透射遮罩。在此過程中，紫外線從標線片表面反射(用於反射遮罩)或透過標線片(用於透射遮罩)以將圖案轉移到半導體晶圓上的光阻上。光阻的曝光部分被光化學改變性質。在曝光之後，光阻劑被顯影以限定光阻劑中的開口，並且執行一或多個半導體處理步驟(例如蝕刻、磊晶層沉積、金屬化等)，這些處理步驟對晶圓表面的那些由光阻劑中的開口所暴露的區域進行操作。在該半導體處理之後，經由合適的光阻剝離劑等移除光阻劑。
圖案的最小特徵尺寸受光波長的限制。深紫外線(Deep ultraviolet，UV)微影，例如在一些標準深紫外線平台中使用193奈米(nm)或248奈米(nm)的波長，通常採用透射遮罩，並在較長波長下提供比微影更小的最小特徵尺寸。極紫外線(Extreme ultraviolet，EUV)光的波長範圍從124奈米(nm)到10奈米，極紫外線目前用於提供更小的最小特徵尺寸，例如5奈米節點元件甚至更小。在較短的波長下，標線片上的粒子污染物會導致轉移圖案中的缺陷。因此，薄膜用於保護標線片免受此類粒子的影響。薄膜包含例如藉由黏著劑附接到安裝框架的薄膜膜層。安裝框架將薄膜膜層支撐在標線片上。因此，任何落在薄膜膜層上的污染粒子都能阻擋在標線片的焦平面之外，從而減少或防止了轉移圖案中的缺陷。
作為非限制性說明，EUV微影中使用的EUV光罩可能會受到例如氧化矽、金屬氧化物和有機粒子等材料的粒子落在薄膜上的影響。雖然在安裝到遮罩上的過程中，一些粒子可能會落到薄膜上，主要的粒子污染媒介是在用於EUV微影的EUV掃描器時落在遮罩上的粒子。例如，代表性的EUV掃描器光源是雷射產生電漿(Laser-Produced Plasma，LPP)光源，其中脈衝雷射束定時撞擊錫小滴流的小滴，這個過程會產生錫粒子，這些錫粒子可以通過LPP光源的中間焦點(Intermediate Focus，IF)並撞擊到標線片的薄膜上。雖然薄膜減少了對微影處理晶圓的不利影響，但不能完全防止這種不利影響。
另一種失效模式可能由於粒子污染而發生，這些粒子污染可以進入標線片膜片和薄膜膜層之間的空間。這是可能的，因為薄膜通常不是密封到標線片上，而是藉由標線片框架將薄膜安裝在標線片表面上，而標線片表面通常具有排氣孔以平衡薄而易碎的薄膜膜層兩側的壓力。因此，粒子會通過排氣孔進入標線片表面和薄膜膜層之間界定的空間。需要特別關注這些粒子，因為它們更接近標線片的焦平面，且因為如果這些粒子被驅除，它們就會落到並黏附在標線片的表面上，從而導致晶圓缺陷。
本文揭露了以有助於降低氣體流速的有效清潔薄膜的薄膜清潔裝置和方法。在一些實施例中揭露的方法採用兩個或(在說明性示例中)三個協同作用的物理力，以提高清潔薄膜膜層和框架時的粒子移除效率。
圖1和圖2分別示意性地繪示出薄膜清潔設備A薄膜夾持具4(僅在圖1中示意性地表示)的側視圖和前視圖，在說明性示例中包含夾板6和馬達8，夾持待清潔的薄膜12。薄膜12包含藉由黏著層18安裝在薄膜框架16上的薄膜膜層14。在一些非限制性說明性實施例中，薄膜12旨在用於保護在EUV微影中部署的標線片或光罩，該標線片或光罩以EUV光波長操作，例如從124奈米到10奈米，包含約13.5奈米。
在不失一般性的情況下，且為了方便描述這裡的空間關係，圖1和圖2中示出了x-y-z座標系。具體而言，圖1的側視圖描繪了y-z平面，而圖2的前視圖描繪了x-z平面。此外，在不失一般性的情況下，圖1中指示了正方向(+y)和負方向(y)。特別參考圖1，圖1概括繪示出薄膜夾持具4包含說明性夾板6或其他夾持機制，薄膜夾持具4藉由該夾板用來夾持薄膜12，以及用於使所夾持的薄膜12在正方向(說明性+y方向)和負方向(說明性-y方向)上往復移動的馬達8或其他機制。
薄膜膜層14通常很薄以使其能夠透射EUV光。例如，在一些非限制性說明性實施例中，儘管更大或更小的厚度也是可以考慮的，薄膜膜層可以具有10-100奈米的厚度。薄膜膜層14可以由各種材料製成，例如通過非限制性說明性示例石墨烯、奈米碳管等。應當理解的是，由於薄膜膜層14很薄，所以薄膜膜層14相對脆弱。在不失一般性的情況下，圖1和2的說明性薄膜12被定位成使薄膜膜層14在x-y平面中，使得z方向橫向於(即正交於)薄膜膜層14的平面。
薄膜框架16在微影製程期間將易碎薄膜膜層14支撐在標線片的表面上方足夠的分開距離以將薄膜膜層14位於光照射(light impinging)在標線片表面上的的焦平面之外。例如，在一些非限制性說明性實施例中，薄膜框架16可以具有幾毫米(mm)的厚度以將薄膜膜層14定位在標線片表面上方。薄膜框架16可以由合適的材料製成，例如陽極氧化鋁、不銹鋼、塑膠、矽(Si)、鈦、二氧化矽、氧化鋁(Al 2O 3)或二氧化鈦(TiO 2)。一般來說，薄膜框架16是矩形或其他環繞框架，這與薄膜膜層14的整個周邊一致並且支撐薄膜膜層14的整個周邊。這通常如圖2所示；然而，在圖1中，示出了薄膜12的側截面圖，該側截面圖穿過薄膜框架16的兩側。當薄膜12藉由薄膜框架16固定到標線片(未示出)時，通風孔(未示出)可以存在於薄膜框架16中以平衡薄膜膜層14兩側的壓力。這是有益的，因為薄膜膜層14兩邊的壓力差可能會損壞薄而脆弱的薄膜膜層14。然而，應當理解的是，在將標線片用於微影作業期間，這種排氣孔可能會讓粒子進入薄膜膜層14和其上安裝的標線片表面之間。進入標線片和薄膜膜層14之間的空間的粒子會黏附在薄膜膜層14上，也會黏附到薄膜框架16上。這些粒子還可能具有一些靜電荷，這會促使粒子黏附到薄膜膜層14及/或薄膜框架16。黏附在薄膜12「內部」的粒子，即黏附在薄膜框架16的內部或薄膜膜層14面向標線片表面的表面上，可能會特別成為問題，因為這些粒子之後會從薄膜12上被驅除並隨即黏附在標線片表面上，這些粒子位於標線片的焦平面中並且可能在微影製程中造成晶圓缺陷。
黏著劑層18用於將薄膜膜層14固定到薄膜框架16。作為非限制性說明，合適的黏著劑可以包含矽、丙烯酸(壓克力)、環氧樹脂、熱塑彈性橡膠、丙烯酸聚合物或共聚物或上述的組合。在一些實施例中，黏著劑可以具有晶質及/或非晶質結構。在一些實施例中，黏著劑層18可以具有高於微影系統的最大操作溫度的玻璃轉移溫度(Tg)，以防止黏著劑層18在系統操作期間超過Tg。應該注意的是，圖1和圖2是概括繪示的，並且在實務上，雖然薄膜框架16可以具有幾毫米的厚度，但相比之下，黏著劑層18通常要薄得多，例如，黏著層18可以是大約1毫米或更小的薄接合層。因此，從粒子黏附的觀點來看，主要關注的是黏附到薄膜膜層14或薄膜框架16的粒子，而不是黏附到黏著劑層18的粒子。
在圖1和圖2中示意性地繪示出薄膜清潔系統，包含超音波換能器或換能器陣列20，該超音波換能器或換能器陣列20相對於由薄膜夾持具4夾持的薄膜12排列，以將超音波22施加到薄膜12，更具體地講是加到薄膜膜層14。在一些實施例中，超音波換能器或換能器陣列20產生縱向超音波22，其中壓力沿z方向正弦(或至少週期性地)變化。在一些實施例中，超音波22具有20kHz或更大的頻率，並且在一些實施例中具有範圍在20kHz和2MHz之間的頻率。超音波22可以連續施加，或者作為一連串超音波脈衝來施加。縱向超音波22引起薄膜膜層14在橫向於薄膜膜層14平面的方向上的振動24(即，在不失一般性的情況下，在使用圖1和2的x-y-z座標系的z方向上)。這種振動24可以有利於驅除黏附在薄膜膜層14上的粒子。超音波換能器或換能器陣列20可以包含任何合適類型的超音波換能器，例如，壓電晶體換能器或換能器陣列、電容式微機械超音波換能器(Micromachined Ultrasound Transducer，CMUT)或換能器陣列、壓電微機械超音波換能器(Piezoelectric Micromachined Ultrasound Transducer，PMUT)或換能器陣列等，並且由合適的超音波功率控制器(Ultrasonic Power Controller，UPC)26來驅動。
儘管由超音波換能器或換能器陣列20施加的超音波22可以有效地將粒子從薄膜膜層14中驅除，但如本文所認識到的，這具有一些限制。首先，如果粒子帶靜電，這會加強粒子對薄膜膜層14的黏著力，並潛在地阻止超音波22移除粒子。其次，即使粒子被驅除，它也可能重新黏附在薄膜膜層14的另一個位置上，特別是如果粒子帶靜電並因此被電磁吸引到薄膜膜層14上。再者，超音波22在驅除可能黏附到薄膜框架16的粒子方面的效果要差得多，或者甚至可能完全無效。與薄的薄膜膜層14(例如，在一些示例中為10-100奈米厚度)相比，薄膜框架16的質量要大得多，因此與在薄膜膜層14中引起的顯著振動24相比，在較重的薄膜框架16中頂多將引起大大衰減的振動。鑑於這一認知，圖1和2中示意性地示出的薄膜清潔系統包含使用不同物理機制來移除黏附在薄膜12上的粒子的額外組件。
繼續參考圖1和圖2，薄膜清潔系統還包含至少一個離子產生器30，在說明性實施例中，兩個離子產生器30a和30b(參見圖2的前視圖)。至少一個離子產生器30將薄膜12暴露於由該至少一個離子產生器30產生的離子化氣體。在一些實施例中，至少一個離子產生器30包含放射α粒子的放射性同位素，α粒子將通過離子產生器30的氣體輸入氣流32離子化以產生離子化氣體。因此，離子產生器30在本文中也可以稱為α離子產生器30。換句話說，至少一個α離子產生器30適當地包含發射α粒子的放射性同位素，並且將薄膜12暴露於離子化氣體包含使氣體的輸入氣流32流過α離子產生器30，使得由發射α粒子的放射性同位素發射的α粒子與氣體的輸入氣流32相互作用以產生離子化氣體(例如，經由發射的α粒子使某些氣體分子離子化)。在一個非限制性說明性示例中，發射α粒子的放射性同位素可以包含釙210(或更一般地來說，包含合適密度的釙210原子的材料)。在一些實施例中，每個α離子產生器30a、30b包含產生放射性至少5毫居里(mCi)的放射性同位素，以便在離子化氣體中提供足夠的離子化分子濃度以提供黏附到薄膜12的所需粒子電荷中和。
將薄膜12暴露於由至少一個α離子產生器30產生的離子化氣體的目的是中和黏附到薄膜膜層14及/或薄膜框架16上的任何帶靜電粒子的靜電荷。發生這種中和是因為不同的電荷吸引，因此，帶負電粒子將吸引離子化氣流中的帶正電離子，從而帶來正電荷以中和帶負電粒子上的負電荷。同樣地，帶正電粒子將吸引離子化氣流中的帶負電離子，從而帶來負電荷以中和帶正電的粒子上的正電荷。經由中和黏附在薄膜膜層14上的任何帶靜電粒子上的電荷，這些粒子的靜電黏著力被移除，因此，在協同作用下增強了由超音波22引起的膜層振動24以驅除這些正在中和的粒子的能力。
這有優勢地，由代表性的α發射放射性同位素例如釙210發射的α粒子在空氣中僅行進短距離，並且不會穿透人體皮膚，從而確保裝有α離子產生器30的薄膜清潔裝置的安全性。此外，在薄膜清潔過程中起作用的是由發射的α粒子產生的離子化氣體，而不是α粒子本身。
特別參考圖1，輸入氣流32可包含例如氮氣、清潔乾燥空氣(Clean Dry Air，CDA)或極清潔乾燥空氣(Extreme Clean Dry Air，XCDA)的氣體。如圖1所示，可以由質量流量控制器(Mass Flow Controller，MFC)或其他氣流流量控制器34來調節氣流，及/或可任選地由粒子過濾器36來過濾以確保輸入氣體不會將粒子引到薄膜12。圖示的說明性氣體處理系統還包含上游氣體截流閥38。
使用超音波換能器或換能器陣列20將超音波22施加到薄膜12的協同組合，並且同時將薄膜12暴露於由至少一個α離子產生器30所產生的離子化氣體中，因此可操作以提高從薄膜膜層14驅除粒子的粒子移除效率。然而，如上文所描述，超音波22在從薄膜框架16驅除粒子方面可能不太有效，此外，驅除的粒子仍有可能重新黏附到薄膜膜層14或薄膜框架16上(儘管經由離子化氣體的作用中和粒子上的靜電荷，降低了這種重新黏附的可能性，從而抑制了靜電黏著力機制)。
為了解決這些進一步的潛在問題，圖1和2的說明性薄膜清潔裝置還包含至少一個氣體噴嘴40，並且在說明性實施例中包含兩個氣體噴嘴40a和40b(參見圖1的側視圖)。至少一個氣體噴嘴40在薄膜12上流動氣體。例如，氣體可以包含氮氣、清潔乾燥空氣(CDA)或極清潔乾燥空氣(XCDA)。在如圖1所示的說明性實施例中，將輸入氣流32供應到離子產生器30的相同氣源供應，也供應氣體到噴嘴40a和40b。然而，有考慮到具有用於離子產生器和氣體噴嘴的單獨氣源供應。在說明性實施例中，氣體噴嘴40a和40b被設計為「葉片噴嘴」，其產生平ㄌ氣流 (flat curtain of gas flow)。
在說明性實施例中使用兩個氣體噴嘴40a和40b具有清潔薄膜框架16的優點。如上文所描述，圖示的薄膜夾持具4包含馬達8或其他機制，用於使所夾持的薄膜12在在正方向(說明性+y方向)和負方向(說明性-y方向)上往復移動(由圖1中的箭頭42指示)。如圖1所示，第一氣體噴嘴40a排列成產生具有如圖1中虛線箭頭所示正方向(說明性+y方向)的流動分量的氣體流。相反地，第二氣體噴嘴40b排列成產生具有負方向(說明性-y方向)的流動分量的氣體流動。-y方向或+y方向的分量的大小取決於氣體噴嘴40相對於薄膜膜層14平面的角度。在一些非限制性說明性實施例中，氣體噴嘴40相對於薄膜膜層14的平面形成10°和30°之間的角度(或者，換一種說法，氣體噴嘴40使用圖1和2的x-y-z座標系，相對於x-y平面形成10°和30°之間的角度)。在一些非限制性說明性實施例中，馬達8操作以使薄膜12在-y方向或+y方向上以5mm/秒和25mm/秒之間的速度移動。
在一些實施例中，在薄膜12沿負方向(說明性-y方向)移動期間，使用第一噴嘴40a使氣體在薄膜12上流動，以產生具有正方向(+y方向)的流動分量的氣體流動。在該薄膜向負方向移動期間，不使用第二氣體噴嘴40b來流動氣體。這樣，與第一噴嘴40a相對的薄膜框架16的內側邊緣面對來自第一噴嘴40a的氣流，從而在那些內側邊緣上提供氣流以驅除可能黏附在那些內側框架邊緣上的粒子。同樣地，在薄膜12沿正方向(+y方向)移動期間，使用第二噴嘴40b使氣體在薄膜12上流動，以產生具有負方向(-y方向)的流動分量的氣體流動。在該薄膜沿正方向移動期間，不使用第一氣體噴嘴40a來流動氣體。這樣，與第二噴嘴40b相對的薄膜框架16的內側邊緣面對來自第二噴嘴40b的氣流，從而在那些內側邊緣上提供氣流以驅除可能黏附在那些內側框架邊緣上的粒子。為了實現操作第一噴嘴40a和第二噴嘴40b的這種切換，在圖1的說明性實施例中，提供第一閥44以切斷流向第一氣體噴嘴40a的氣體，並且提供第二閥46以切斷流向第二氣體噴嘴40b的氣體。電腦、電子控制器或包含電子處理器的其他電子設備(未示出)可經編程以控制薄膜夾持具4的馬達8以及第一閥44和第二閥46(可以是電致動閥)以進行以下動作：(i)當馬達8沿負方向(-y方向)移動薄膜12時，打開第一閥44以使氣體流過第一氣體噴嘴40a並關閉第二閥46以停止氣體流過第二氣體噴嘴40b；及(ii)當馬達8沿正方向(+y方向)移動薄膜12時，打開第二閥46以使氣體流過第二氣體噴嘴40b並關閉第一閥44以停止氣體流過第一氣體噴嘴40a。
氣體噴嘴40還與由超音波換能器或換能器陣列20產生的超音波22協同操作，以將粒子從薄膜膜層14驅除，藉由在z方向(來自具有沿z方向的壓力變化的縱向超音波22產生薄膜膜層14在z方向上的振動24)和y方向(來自噴嘴40輸出的氣流)上提供作用力。與任一單獨操作的機制相比，這些組合的作用力協同地提高了清潔薄膜膜層14和薄膜框架16中移除粒子的效率。
此外，離子產生器30與氣體噴嘴40協同工作以從薄膜膜層14和薄膜框架16兩者中驅除粒子。這是因為由離子產生器30輸出的離子化氣體中和了任何帶靜電的粒子，會減少或消除粒子的靜電黏著力，從而有助將來自噴嘴40的氣流驅除粒子。
因此，由圖1和2的薄膜清潔裝置實施的任何兩種或所有三種機制(即超音波、氣流、以及電荷中和機制)共同的操作以提高粒子移除效率。
在一些實施例中，圖1和2的薄膜清潔設備可以在大氣壓力下操作，這是方便的因為這些實施例不需要使用壓力室來操作薄膜清潔設備。在其他實施例中，在升高的壓力下操作圖1和2的薄膜清潔裝置，例如在1和10個大氣壓之間(即，100kPa和1MPa之間)的壓力下操作。在這些實施例中，壓力室中的環境有選擇性地是受控氣體或氣體混合物，例如加壓氮氣環境或加壓清潔乾燥空氣(CDA)環境。
在一些實施例中，每個氣體噴嘴40被設計為葉片噴嘴，其使用縫隙或孔的線性陣列形式的噴嘴孔產生平簾氣流。因此，葉片噴嘴40在薄膜12的表面以平簾氣流形式提供高氣流速率，但具有低的氣體總體積。這有效地利用了氣源供應，並且還降低了損壞薄而脆弱的薄膜膜層14的可能性。此外，薄膜12的面積可以較大，例如一些用於EUV標線片的薄膜可以是矩形，最大長度為幾十公分量級。因此，來自葉片噴嘴40的平簾氣流可以更好地在該長度數量級上沿線性方向延伸。為了實現這些特徵，在一些實施例中，噴嘴40包含噴嘴孔，該噴嘴孔包含在氣體通過噴嘴40流動期間與薄膜12的薄膜膜層14平行排列的縫隙或孔的線性陣列。對於圖1和圖2的x-y-z座標系，這對應於噴嘴孔，該噴嘴孔包含排列在x-y平面中的縫隙或孔的線性陣列，以便與位於x-y平面中的薄膜膜層14平行。在一些非限制性說明性實施例中，來自噴嘴孔的氣流範圍在每分鐘2公升和每分鐘10公升之間。即，圖1的氣體流量控制器34經配置以經由至少一個氣體噴嘴40a、40b來控制薄膜12上的氣體流動至每分鐘2公升和每分鐘10公升之間的流速。
參考圖3至圖7，描述了葉片噴嘴40的一些說明性實施例，該葉片噴嘴40提供了包含縫隙或孔的線性陣列的噴嘴孔。如圖3所示，說明性噴嘴40包含第一噴嘴葉片51和第二噴嘴葉片52，第一噴嘴葉片51和第二噴嘴葉片52固定在一起以在第一噴嘴葉片和第二噴嘴葉片之間形成氣室54。圖4示意性地繪示出噴嘴孔，在圖4的實施例中，噴嘴孔是孔56的線性陣列，位於第一噴嘴葉片51和第二噴嘴葉片52之間的介面處。相比之下，圖3將噴嘴孔56顯示為位於第一噴嘴葉片51和第二噴嘴葉片52之間介面處的縫隙。如圖3所示，縫隙或孔56的線性陣列與氣室54流體連通。進氣口58也與氣室54流體連通，以使由氣體噴嘴40流到薄膜上的氣體流入氣室54。此外，圖5示意性地繪示出第一噴嘴葉片51外側的外表面S51 outside和第一噴嘴葉片51內側的內表面S51 inside的透視圖(上圖)。第二噴嘴葉片52外側的外表面S52 outside和第二噴嘴葉片52內側的內表面S52 inside(下圖)。將兩個內表面S51 inside和S52 inside固定在一起以形成氣體噴嘴40，兩個外表面S51 outside和S52 outside是氣體噴嘴40的外表面。圖6示意性地繪示出第一噴嘴葉片51外側的外表面S51 outside(俯視圖)和第一噴嘴葉片51內側的內表面S51 inside(仰視圖)，而圖7示意性地繪示出第二噴嘴葉片52外側的外表面S52 outside(俯視圖)和第二噴嘴葉片52內側的內表面S52 inside(仰視圖)。
參考圖5至圖7，說明性第一噴嘴葉片51內側的內表面S51 inside是平面的，而說明性第二噴嘴葉片52內側的內表面S52 inside具有凹部60，該凹部60形成圖3所示的氣室54。說明性第二噴嘴葉片52還包含開口62，該開口62形成(至少部分)進氣口58，該進氣口58與氣室54流體連通，如圖3所示。這種氣室54由單個葉片52內側的內表面S52 inside中的凹部形成的方法僅是說明性設計；在其他變體設計中，兩個葉片可以包含當內表面固定在一起以形成氣室54時結合的凹槽。說明性第二噴嘴葉片52的內表面S52 inside還包含凹槽64(在內表面S51 inside和S52 inside固定在一起之後)，凹槽64形成圖4的示例中所示的孔56的線性陣列。圖5顯示了一個凹槽64的橫截面，在該說明性示例中，該凹槽64為矩形橫截面；然而，凹槽的其他橫截面形狀也在考慮之中。同樣，這只是一個說明性設計；在其他變體設計中，兩個葉片都可以包含結合形成孔陣列的凹槽。在如圖3所示的縫隙孔的情況下，內表面中的一或兩個合適地包含用於形成縫隙孔的槽口(即，切入內表面邊緣的凹槽或溝槽)。
為了便於組裝兩個噴嘴葉片51和52以形成氣體噴嘴40，說明性噴嘴葉片51和52沿邊緣具有相應的開口66和68(僅在圖6和7中標記)以讓螺帽/螺栓組合、鉚釘或其他緊固件將兩個噴嘴葉片51和52固定在一起。設想了用於將兩個噴嘴葉片51和52固定在一起並且兩個噴嘴葉片51和52面對內表面S51 inside和S52 inside接觸的其他方法，例如焊接、夾緊等。在一些製造實施例中，提供通向氣室54的通道的第二噴嘴葉片52中的開口62是螺紋開口，具有螺紋端的進氣管與螺紋開口62固定以完成進氣口58。
縫隙或孔56的線性陣列有利地形成平坦氣幕，該平簾氣流可以在x方向(參考圖1和2的x-y-z座標系)沿著薄膜12的寬度延伸，因此結合通過馬達8的操作使薄膜12平移，使得氣流接觸薄膜12的整個表面，而不會消耗會不利地引入紊流的過量氣體。相比之下，產生更多三維錐形氣幕的噴嘴將使用更多量的氣體並且更容易產生紊流。為了使用空氣噴嘴40清潔整個薄膜膜層14，噴嘴葉片51和52沿縫隙或孔56的線性陣列的方向(即沿x方向)的長度L(僅在圖5中顯示)應該足以使氣體噴嘴40在薄膜12的整個區域上使氣體從噴嘴孔流出。在一個非限制性說明性示例中，對於每邊尺寸約為幾十公分的代表性薄膜，長度L因此也適當地在幾十公分或更大的數量級，例如120公分。
參考圖8，圖8繪示出由圖1和2的薄膜清潔裝置適當地執行的說明性薄膜清潔方法。在操作70中，將薄膜12裝載到薄膜夾持具4上，例如通過將薄膜12固定到夾板6上。使用馬達8平移(或往復移動)薄膜12的操作71、使用超音波換能器或換能器陣列20施加超音波22的操作72、經由一或多個氣體噴嘴40施加淨化氣流的操作74、以及使用一或多個離子產生器30施加離子化氣體的操作76，然後通過在z方向(通過超音波)和y方向(通過氣體噴嘴)和靜電荷中和(通過離子化氣體)施加的協同組合作用力同時執行以驅除粒子。該過程可以針對正方向/負方向移動週期的一個、兩個或更多個重複週期(即往復移動)來執行。如上文所描述，在採用說明性前述兩個氣體噴嘴40a和40b的一些非限制性實施例中，在沿負方向(-y方向)的移動過程中，只有第一氣體噴嘴40a可以運行，而在沿正方向(+y方向)的移動過程中，只有第二氣體噴嘴40b可以運行。最後，在操作78中完成清潔之後，將清潔後的薄膜12從薄膜夾持具4中取出，然後可以通過薄膜框架16將清潔後的薄膜12固定到EUV標線片上(或放入儲存櫃中，或以其他方式使用或儲存櫃)。例如，可以將附有薄膜的標線片裝載到曝光室。在裝載之後並且在曝光室中，使用標線片對位於基板上的光阻層進行曝光以形成圖案化的光阻層。通過對圖案化光阻層進行顯影和刻蝕以形成電路佈局圖案。
所揭露的薄膜清潔裝置和方法通過所揭露的氣體噴嘴設計和所揭露的噴嘴流的動態控制序列有利地提供粒子移除高效率，以減少紊流並分離位於薄膜框架16上的粒子(包含角落、通風孔、或其他特徵)，以減少或消除EUV微影過程中從薄膜落到標線片上的粒子。所揭露的氣體噴嘴40、α離子產生器30和超音波22的使用提供了三個協同作用的物理力，以從EUV薄膜膜層14和薄膜框架16移除粒子。有利地，薄膜膜層14和薄膜框架16都被這三個協同物理力清潔。
在下文中，描述了一些進一步的實施例。
在非限制性說明性實施例中，薄膜清潔方法包含：使用至少一個氣體噴嘴在薄膜上流動氣體，該薄膜包含安裝在薄膜框架上的薄膜；在流動期間，使薄膜分別相對於至少一個氣體噴嘴移動；在流動期間，將薄膜暴露於由至少一個α離子產生器所產生的離子化氣體中；以及在流動過程中，使用超音波換能器或換能器陣列向薄膜施加超音波。
在非限制性說明性實施例中，一種電路佈局圖案化方法包含：如前一段所描述的，對包含安裝在薄膜框架上的薄膜膜層的薄膜進行薄膜清洗方法；完成薄膜清潔方法後，將薄膜貼附在標線片上；將貼有薄膜的標線片裝載到曝光室；裝載完成後，在曝光室中，使用標線片對位於基板上的光阻層進行曝光，以形成圖案化光阻層；以及對圖案化光阻層進行顯影蝕刻，形成電路佈局圖案。
在非限制性說明性實施例中，薄膜清潔裝置包含薄膜夾持具、至少一個氣體噴嘴其經設置以使氣體在由薄膜夾持具夾持的相關薄膜上流動、以及至少一個離子產生器其經設置以將由薄膜夾持具夾持的相關薄膜暴露於離子化氣體中。在一些實施例中，該裝置還包含超音波換能器或換能器陣列，其經設置為將超音波施加到由薄膜夾持具夾持的相關薄膜。
在非限制性說明性實施例中，薄膜清潔裝置包含薄膜夾持具、氣體噴嘴其經設置為使氣體在由薄膜夾持具夾持的相關薄膜上流動、以及超音波換能器或換能器陣列其經設置為將超音波施加到由薄膜夾持具夾持的相關薄膜。具有噴嘴孔的氣體噴嘴，該噴嘴孔包含與薄膜的薄膜膜層平行排列的縫隙或孔的線性陣列。
在前一段的薄膜清潔裝置的一些實施例中，氣體噴嘴包含第一和第二噴嘴葉片，第一和第二噴嘴葉片被固定在一起以在第一和第二噴嘴葉片之間形成氣室。進氣口與氣室流體連通，以使在薄膜上流動的氣體進入氣室。縫隙或孔的線性陣列位於第一和第二噴嘴葉片之間的介面處，並且縫隙或孔的線性陣列與氣室流體連通。
上文已概述若干實施例之特徵，使得熟習技術者可較佳理解本揭露之態樣。熟習技術者應瞭解，其可易於將本揭露用作設計或修改其他程式及結構以實施相同於本文中所引入之實施例之目的及/或達成相同於本文中所引入之實施例之優點的一基礎。熟習技術者亦應認識到，此等等效建構不應背離本揭露之精神及範疇，且其可在不背離本揭露之精神及範疇的情況下對本文作出各種改變、替換及變更。
4:薄膜夾持具 6:夾板 8:馬達 12:薄膜 14:薄膜膜層 16:薄膜框架 18:黏著層 20:超音波換能器或換能器陣列 22:超音波 24:振動 26:超音波功率控制器 30:離子產生器 30a:離子產生器 30b:離子產生器 32:輸入氣流 34:氣體流量控制器 36:粒子過濾器 38:氣體截流閥 40:氣體噴嘴 40a:氣體噴嘴 40b:氣體噴嘴 42:箭頭 44:第一閥 46:第二閥 51:第一噴嘴葉片 S51 inside:內表面 S51 outside:外表面 52:第二噴嘴葉片 S52 inside:內表面 S52 outside:外表面 54:氣室 56:縫隙或孔 58:進氣口 60:凹部 62:開口 64:凹槽 66:開口 68:開口 70:操作 72:操作 74:操作 76:操作 78:操作 L:長度
自結合附圖閱讀之以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據行業標準做法，各種構件未按比例繪製。實際上，為使討論清楚，可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1和圖2分別示意性地繪示出薄膜清潔設備的側視圖和前視圖。
圖3示意性地繪示出根據一些實施例的適用於圖1和2的薄膜清潔裝置中的氣體噴嘴的側視圖。
圖4示意性地繪示出根據一些實施例的適用於由圖3的氣體噴嘴實施的噴嘴孔。
圖5示意性地繪示出如圖3的氣體噴嘴的第一噴嘴葉片(上視圖)和第二噴嘴葉片(下視圖)的透視圖，圖3的氣體噴嘴具有如圖4的噴嘴孔。
圖6示意性地繪示出圖5中描繪的氣體噴嘴的第一噴嘴葉片的外表面(俯視圖)和第一噴嘴葉片的內表面(仰視圖)。
圖7示意性地繪示出圖5中描繪的氣體噴嘴的第二噴嘴葉片的外表面(俯視圖)和第二噴嘴葉片的內表面(仰視圖)。
圖8揭示出一種清潔薄膜的方法。
4:薄膜夾持具
6:夾板
8:馬達
12:薄膜
14:薄膜膜層
16:薄膜框架
18:黏著層
20:超音波換能器或換能器陣列
22:超音波
24:振動
26:超音波功率控制器
30:離子產生器
32:輸入氣流
34:氣體流量控制器
36:粒子過濾器
38:氣體截流閥
40a:氣體噴嘴
40b:氣體噴嘴
42:箭頭
44:第一閥
46:第二閥

Claims (20)

  1. 一種電路佈局圖案化的方法，該方法包含： 對包含安裝在一薄膜框架上的一薄膜膜層的一薄膜進行一薄膜清潔方法； 完成該薄膜清潔方法後，將該薄膜貼附在一標線片上； 將貼有該薄膜的該標線片裝載到一曝光室； 裝載完成後，在該曝光室中，使用該標線片對位於一基板上的一光阻層進行曝光，以形成一圖案化光阻層；及 經由顯影及蝕刻該圖案化光阻層以形成一電路佈局圖案； 其中該薄膜清潔方法包含： 使用至少一個氣體噴嘴使一氣體在包含安裝在該薄膜框架上的該薄膜膜片的該薄膜上流動； 在流動期間，使該薄膜相對於該至少一個氣體噴嘴移動； 在流動期間，將該薄膜暴露於由至少一個α離子產生器所產生的一離子化氣體中；及 在流動期間，使用一超音波換能器或換能器陣列向該薄膜施加一超音波。
  2. 如請求項1之方法，其中： 該薄膜相對於該至少一個氣體噴嘴移動包含該薄膜的往復移動，在該薄膜相對於該至少一個噴嘴在一正方向上的移動與該薄膜在相對於該至少一個噴嘴在一負方向上的移動之間交替往復移動； 該至少一個氣體噴嘴包含一第一氣體噴嘴和一第二氣體噴嘴，該第一氣體噴嘴經佈置以產生具有在該正方向的一流動分量的該氣體流動，以及該第二氣體噴嘴經佈置以產生具有該負方向的一流動分量的該氣體流動；及 該流動包含以下： (i)在該薄膜朝該負方向的移動期間，使用該第一噴嘴使該氣體在該薄膜上流動以產生具有在該正方向的該流動分量的該氣體流動，而不使用該第二氣體噴嘴流動該氣體，及 (ii)在該薄膜朝該正方向的移動期間，使用該第二噴嘴使該氣體在該薄膜上流動以產生具有在該負方向的該流動分量的該氣體流動，並且不使用該第一氣體噴嘴流動該氣體。
  3. 如請求項1之方法，其中該至少一個氣體噴嘴包含一噴嘴孔，該噴嘴孔包含在該氣體流動期間與該薄膜的該薄膜膜層平行排列的一縫隙或孔的一線性陣列。
  4. 如請求項1之方法，其中該薄膜上的該氣體流動的一範圍在每分鐘2公升到每分鐘10公升之間。
  5. 如請求項1之方法，其中每一α離子產生器包含產生至少5毫居里(mCi)的放射性的一放射性同位素。
  6. 如請求項1之方法，其中該至少一個α離子產生器包含一α粒子發射放射性同位素，並且該薄膜暴露於該離子化氣體包含使該氣體的一輸入氣流流過該α離子產生器，其中由該α粒子發射放射性同位素發射的α粒子與該氣體的該輸入氣流相互作用以產生該離子化氣體。
  7. 如請求項6之方法，其中該α粒子發射放射性同位素包含釙210。
  8. 如請求項1之方法，其中該超音波的一頻率的一範圍在20kHz和2MHz之間。
  9. 如請求項1之方法，其中該氣體包含氮氣、清潔乾燥空氣(CDA)或極清潔乾燥空氣(XCDA)。
  10. 一種薄膜清潔裝置，包含： 一薄膜夾持具； 至少一個氣體噴嘴，其經佈置以在由該薄膜夾持具所夾持的一相關薄膜上流動一氣體；及 至少一個離子產生器，其經佈置以將由該薄膜夾持具所夾持的該相關薄膜暴露於離子化氣體中。
  11. 如請求項10之薄膜清潔裝置，進一步包含： 一超音波換能器或換能器陣列，其經佈置以將超音波施加到由該薄膜夾持具所夾持的該相關薄膜。
  12. 如請求項10之薄膜清潔裝置，其中該薄膜夾持具經配置以在該至少一個氣體噴嘴流動該薄膜上的該氣體的同時，移動由該薄膜夾持具所夾持的該相關薄膜。
  13. 如請求項12之薄膜清潔裝置，其中： 該至少一個氣體噴嘴包含一第一氣體噴嘴和一第二氣體噴嘴，該第一氣體噴嘴經佈置以產生具有在一正方向的一流動分量的該氣體流動，該第二氣體噴嘴經佈置以產生具有在一負方向的一流動分量的該氣體流動； 該薄膜夾持具經配置以交替地在該正方向移動該薄膜以及在該負方向移動該薄膜；及 該第一氣體噴嘴和該第二氣體噴嘴經配置以進行以下操作： (i)在該薄膜朝該負方向的移動期間，使用該第一噴嘴在該薄膜上流動該氣體，而不使用該第二氣體噴嘴流動該氣體，及 (ii)在該薄膜朝該正方向的移動期間，使用該第二噴嘴在該薄膜上流動該氣體，而不使用該第一氣體噴嘴流動該氣體。
  14. 如請求項10之薄膜清潔裝置，其中該至少一個氣體噴嘴包含一噴嘴孔，該噴嘴孔包含與該薄膜的一薄膜膜層平行排列的一縫隙或孔的一線性陣列。
  15. 如請求項14之薄膜清潔裝置，其中該至少一個氣體噴嘴包含： 第一和第二噴嘴葉片，其固定在一起以在該等第一和第二噴嘴葉片之間形成一氣室；及 一進氣口與該氣室流體連通，該進氣口用於在使該薄膜上流動的該氣體進入該氣室； 其中該縫隙或該孔的該線性陣列位於該等第一和第二噴嘴葉片之間的一介面處，並且該縫隙或該孔的該線性陣列與氣室流體連通。
  16. 如請求項10之薄膜清潔裝置，進一步包含： 一氣體流量控制器，其經配置以通過該至少一個氣體噴嘴以將該相關薄膜上的該氣體流動的一流速控制在2公升/分鐘至10公升/分鐘之間。
  17. 如請求項10之薄膜清潔裝置，其中該至少一個離子產生器包含一放射性同位素發射α粒子，該放射性同位素發射α粒子使通過該離子產生器的一輸入氣流離子化以產生該離子化氣體。
  18. 如請求項17之薄膜清潔裝置，其中該放射性同位素包含釙210。
  19. 一種薄膜清潔裝置，包含： 一薄膜夾持具； 一氣體噴嘴，其經佈置以使一氣體在由該薄膜夾持具所夾持的一相關薄膜上流動，該氣體噴嘴具有一噴嘴孔，該噴嘴孔包含與該薄膜的一薄膜膜層平行排列的一縫隙或孔的一線性陣列；及 一超音波換能器或換能器陣列，其經佈置以將一超音波施加到由該薄膜夾持具所夾持的該相關薄膜。
  20. 如請求項19之薄膜清潔裝置，其中該氣體噴嘴包含： 第一和第二噴嘴葉片，其固定在一起以在該等第一和第二噴嘴葉片之間形成一氣室；及 一進氣口與該氣室流體連通，該進氣口用於使該薄膜上流動的該氣體進入該氣室； 其中該縫隙或該孔的該線性陣列位於該等第一和第二噴嘴葉片之間的一介面處，並且該縫隙或該孔的該線性陣列與該氣室流體連通。
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