具体实施方式

本公开内容的多个实施方式一般涉及用于EUV光刻系统的纳米复合护膜。护膜包含排列成平面片的多个碳纳米管，多个碳纳米管由多个金属催化剂点滴形成。以氮化硼的第一共形层涂布多个碳纳米管。护膜可包含随氮化硼的第一共形层同时形成的多个氮化硼纳米管。护膜可包含设置在氮化硼的第一共形层上的碳纳米管涂层和设置在碳纳米管涂层上的氮化硼的第二共形层或氮化硼纳米管。护膜是UV透明的且在氢自由基环境中是非反应性的。

图1绘示根据本公开内容的一个实施方式的诸如EUV光刻系统的平板印刷系统100的示意性截面图。腔室主体150和盖组件158界定空间160。在一个实施方式中，腔室主体150和盖组件158由抗紫外线塑性材料制造。平板印刷系统100设置在空间160内。基座154也设置在空间160内。在一个实施方式中，基座154设置在空间160内与平板印刷系统100相对。基座154构造为在处理期间支承平板印刷掩模125，诸如光掩模。掩模125包括光掩模基板130和面向平板印刷系统100沉积在光掩模基板130的表面132上的一个或多个膜126。

平板印刷系统100可以可选地包括至少部分地由透明窗112与从透明窗112延伸的侧壁122界定的空间110。在一个实施方式中，侧壁122由不透明材料制造。在另一实施方式中，侧壁122由透明材料制造。用于侧壁122的制造的合适材料包括金属材料，诸如铝、不锈钢或这些材料的合金。侧壁122也可由聚合物材料制造，诸如塑性材料或类似材料。

诸如激光器或其他辐射源的UV光源102设置在空间160内。电源152耦合至UV光源102以控制从UV光源102发射的电磁能量。从UV光源102发射的电磁能量可以是光束或激光束的形式。光束沿着传播路径104行进进入空间110。在一个实施方式中，光束是相干的(coherent)且准直的(collimated)。在另一实施方式中，光束是空间地和/或时间地不相关的以衰减光束的能量密度。在一个实施方式中，UV光源102构造成产生具有在5nm至20nm范围中波长的EUV辐射。

平板印刷系统100可以可选地包括透镜106。从UV光源102发射的光束可以沿着传播路径104传播至透镜106的第一表面134。在一个实施方式中，透镜106的第一表面134实质上是平的。在另一实施方式中，透镜106的第一表面134是凹面或凸面。在一个实施方式中，透镜定位在空间160中与基座154相对。光束可传播穿过透镜106和离开第二表面136。在一个实施方式中，第二表面136是凹面。在另一实施方式中，第二表面136是凸面。尽管透镜106绘示为单一透镜，透镜106可包括串联的一个或多个透镜(例如，复合透镜)。透镜106可由石英玻璃(fused silica)材料或石英材料制造。

从UV光源102发射的光束可通过透镜106聚焦以形成聚焦光束108。聚焦光束108的焦点138可定位在膜126的表面128处。在一个实施方式中，焦点138沿着空间110的中心轴定位。表面128是沉积在光掩模基板130上的膜126的表面。透镜106可与空间110的中心轴同轴。

在离开透镜106的表面136之后，聚焦光束108可行进至透明窗112的第一表面114。可以可选地包括透明窗112，且透明窗112可由石英玻璃材料或石英材料制造。在一个实施方式中，透明窗112具有约1mm与约5mm之间的厚度，诸如约3mm。若在平板印刷系统100中包括透明窗112，透明窗112不实质地变动传播穿过透明窗112的聚焦光束108的传播路径104。因此，聚焦光束108可从第一表面114传播穿过透明窗112至透明窗112的第二表面116而无实质的改质或像差被引入聚焦光束108。可以可选地包括透镜106和透明窗112两者，使得掩模125直接暴露给光束而无任何保护，因为所有材料对于EUV波长均为不透明。

透镜106可聚焦光束，使得光束的能量聚焦在焦点138处且在光束传播穿过掩模125之后失焦。因此，光束的能量密度可集中在焦点138处，且随着光束传播穿过掩模125，可降低光束的能量密度。在一个实施方式中，在焦点138处的聚焦光束108的能量密度大于在涂层140处的聚焦光束108的能量密度，该涂层140设置在与膜126相对的光掩模基板130的表面142上。即，光束从膜126的表面128聚焦至光掩模基板130的表面132，且在光掩模基板130的表面142处失焦，涂层140在光掩模基板130的表面142处黏附至光掩模基板130。因为UV光源102的功率小于蚀刻光掩模基板130的阈值，所以该光束不蚀刻光掩模基板130。该光束可在光掩模基板130的表面142处失焦以实质上降低或避免在光束入射在表面142和涂层140上的位置处的涂层140的改质。

光掩模基板130设置在基座154上并被基座154支承。在一个实施方式中，基座154构造成在掩模125的处理期间绕着中心轴旋转。替代地或附加地，基座154构造成在X和Y方向上移动以将掩模125(或掩模125的特定部分)定位在聚焦光束108的路径上。在一个实施方式中，基座154构造成在Z方向上移动以增加或减少侧壁122与掩模125之间的空间124。在Z方向上移动基座154也使得能够相对于掩模125的膜126的表面128改变聚焦光束108的焦点138。因此，若膜126具有非均匀厚度，基座154可在Z方向上移动以更精细地在表面128上对准焦点138以改善来自掩模125的材料的烧蚀。

致动器156耦接至基座154以控制相对于平板印刷系统100的基座154的移动。致动器156可以是机械致动器、电气致动器、或气动致动器或类似致动器，致动器156构成为绕着中心轴旋转基座154和/或在X、Y和Z方向的任一方向上移动基座154。在一个实施方式中，平板印刷系统100在空间160内是静止的，而基座154构造成移动，使得掩模125的表面128定位在聚焦光束108的焦点138处。或者，平板印刷系统100可以可移动地与空间160设置，而基座154维持静止。

在一个实施方式中，排放口118形成为穿过侧壁122。排放口118延伸穿过腔室主体150。排放口118流体地连接至排放泵120且使得能够在空间110与排放泵120之间流体连通。通过降低空间110中的压强，排放泵120产生从空间110至排放泵120的流体流动路径，以从空间110排空颗粒。即，空间110中的压强可稍微地小于空间110外部的大气压强。在处理期间，使用排放泵120与排放口118，空间110可保持在真空，因为在真空状态中的处理降低了颗粒污染的可能性。

侧壁122与沉积在光掩模基板130上的膜126间隔开。侧壁122和掩模125之间的空间124使流体能够在侧壁122与掩模125之间流动并进入排放口118。从空间124至排放口118的流体流动促进膜颗粒从空间110移除并避免或实质上降低掩模125上的颗粒的再沉积。侧壁122、排放口118和透明窗112一起可形成将颗粒从空间110排出的排烟罩(fumeextraction hood)。

尽管未在图1中显示，平板印刷系统100可包括设置在掩模125上方的护膜。护膜(图示在下方的图2A-图2B中)是薄透明膜，护膜容许光和辐射穿过护膜至光掩模且不影响由穿过光掩模的EUV光产生的图案。护膜可避免颗粒沉淀在掩模125上，沉淀在掩模125上的颗粒会不利地影响膜126的平板印刷。

图2A是根据一个实施方式的用于平板印刷系统中的示例性平板印刷掩模组件200的示意性等角视图。图2B是沿着线2B-2B截取的图2A中平板印刷掩模组件200的示意性截面图。平板印刷掩模组件200包括平板印刷掩模201和通过多个黏附贴片203而固定至平板印刷掩模201的护膜202，黏附贴片203置于平板印刷掩模201与护膜202之间。掩模201可以是图1的掩模125。在一些实施方式中，掩模201构造成用于与诸如是图1的平板印刷系统100的EUV光刻处理系统一起使用，并且表征基板204、设置在基板204上的反射多层堆叠件205、设置在反射多层堆叠件205上的盖层(capping layer)207和设置在盖层207上的吸收剂层208。基板204、反射多层堆叠件205、盖层207和吸收剂层208可以是图1的一个或多个膜126。

吸收剂层208形成平板印刷掩模201的图案化表面，该吸收剂层208具有穿过吸收剂层208形成的多个开口209。多个开口209可延伸穿过吸收剂层208以暴露设置在吸收剂层208之下的盖层207。在其他实施方式中，多个开口209可进一步延伸穿过盖层207以暴露设置在盖层207之下的反射多层堆叠件205。在一些实施方式中，掩模201包含一个或多个黑边界(blackborder)开口206，即，延伸穿过吸收剂层208、盖层207和反射多层堆叠件205的一个或多个开口。

护膜202包括薄(例如，厚度<30nm)透明护膜隔膜210，该薄透明护膜隔膜210延伸跨框架211并通过黏附层(未图示)而固定至框架211，该黏附层置于薄透明护膜隔膜210和框架211之间。护膜隔膜210与掩模201的表面间隔开距离A。护膜框架211可通过黏附贴片203的厚度与掩模201的表面间隔开小于约1mm的距离，诸如约10μm与约500μm之间的距离。在一个实施方式中，黏附贴片203直接设置在基板204的表面上。在其他实施方式中，黏附贴片203直接设置在反射多层堆叠件205的表面上。在其他实施方式中，黏附贴片203直接设置在吸收剂层208的表面上。

当掩模201的图案转印至工件上的抗蚀膜或层时，护膜隔膜210与掩模201的表面的间隔令人满意地避免颗粒(例如灰尘，可能变成聚在掩模201上)处于聚焦的区域中。将框架211与掩模201的表面间隔开容许清洁气体(例如，空气)在护膜202与掩模201之间流动。护膜202与掩模201之间气体的自由流动可避免在真空EUV光刻处理期间的隔膜210的相对表面上的不等的压强，此不等的压强会致使隔膜210的破裂。

图3A-图3C绘示根据一个实施方式的形成纳米复合护膜300的各种实施方式。纳米复合护膜300可在EUV光刻系统(诸如图1的平板印刷系统100)中使用。纳米复合护膜300可以是图2A-图2B的护膜202。

图3A绘示散布在石墨烯隔膜302上的多个金属催化剂点滴304或颗粒。金属催化剂点滴304引发CNT生长。金属催化剂点滴304可以是铁(Fe)、镍(Ni)或NiFe点滴。金属催化剂点滴304的散布可以是随机或有序的。每个金属催化剂点滴304可具有约10nm或更小的直径。金属催化剂点滴304可通过蒸发或物理气相沉积(PVD)而沉积或散布。金属催化剂点滴304能够催化地分解气态含碳分子以引发CNT生长。

图3B绘示从金属催化剂点滴304而引发的多个CNT 308。CNT 308形成平面片或隔膜。CNT 308的平面片可具有格子结构(lattice structure)，使得每个CNT 308与相邻的CNT 308间隔开。在金属催化剂点滴304随机散布的多个实施方式中，CNT 308以随机排列的方式生长以形成平面片。CNT 308的平面片可形成任何形状，诸如正方形、矩形、圆形或梯形。CNT 308可具有约30nm的长度与约10nm至50nm之间的直径。

可使用催化化学气相沉积(CCVD)合成CNT 308。设置在金属催化剂点滴304的表面上的碳前驱物分子经受催化分解，接着之后是在金属催化剂点滴304之中或表面上产生的碳原子的扩散。生长温度及金属催化剂点滴304的尺寸决定金属催化剂点滴304中碳溶解度的极限。金属催化剂点滴304的超饱和造成固体碳沉淀和随后CNT 308结构的形成。在CNT308生长之后，一些过剩的金属催化剂点滴310或金属催化剂点滴310的残留物会保持未被CNT 308覆盖。

图3C绘示形成CNT-BN-BNNT纳米复合护膜300的涂布有氮化硼(BN)312的CNT和BN纳米管(BNNT)314的平面片。BN涂布的CNT 312上的BN涂布可与BNNT 314生长同时发生。BN涂布的CNT 312上的BN涂层可具有约2-5nm的厚度。CNT-BN-BNNT纳米复合护膜300可具有约30nm或更小的总厚度与约30nm的宽度和长度。每个BN涂布的CNT 312可与相邻的BN涂布的CNT 312或相邻的BNNT 314间隔开。因此，护膜300可具有穿过其中的间隔或间隙。

由不用于引发CNT生长的金属催化剂点滴310的残留物形成BNNT 314。剩余或残留的金属催化剂点滴310引发BNNT生长，使得完成的结构包括BNNT 314与BN涂布的CNT 312两种。此外，应注意到一旦已经形成BNNT 314，所有的CNT均是BN涂布的CNT 312。剩余或残留的金属催化剂点滴310可具有随机的散布，且因此，由随机散布的过剩金属催化剂点滴310引发的BNNT 314可具有随机的排列。

BN涂布的CNT 312和BNNT 314在UV光中是透明的，且可具有约90％或更大的EUV透光度(transmission)。由于BN是陶瓷材料，护膜300具有增加的热机械强度。因此，护膜300在氢自由基环境中是非反应性的。

图4A-图4E绘示根据另一实施方式的形成纳米复合多层护膜400的各种实施方式。多层护膜400可在EUV光刻系统(诸如图1的平板印刷系统100)中使用。多层护膜400可以是图2A-图2B的护膜202。

图4A绘示由多个金属催化剂点滴404或颗粒引发的多个CNT 402。在一个实施方式中，金属催化剂点滴404以有序的方式散布，使得CNT 402的生长是非随机的。金属催化剂点滴404可以是Fe、Ni或NiFe点滴。每个金属催化剂点滴404可具有约10nm或更小的直径。金属催化剂点滴404可通过蒸发或物理气相沉积(PVD)而沉积或散布。金属催化剂点滴404能够催化地分解气态含碳分子以引发CNT 402生长。使用CCVD可合成CNT 402。

金属催化剂点滴404可以特定布局散布以实现用于CNT 402的有序地或均匀地间隔的布局。例如，金属催化剂点滴404可以使CNT 402能够形成平面片或隔膜的方式而散布。CNT 402的平面片可具有格子结构，使得每个CNT 402与相邻的CNT 402间隔开。CNT 402的平面片可形成任何形状，诸如正方形、矩形、圆形或梯形。CNT 402可具有约30nm的长度和约10nm至50nm之间的直径。多个CNT 402的密度直接关联于金属催化剂点滴404的分布。多个CNT 402形成护膜400的第一层。

图4B绘示CNT 402的平面片，CNT 402上具有BN406的第一共形涂层。BN406的第一共形涂层可以是六方BN(h-BN)。六方BN 406具有与CNT 402相同或类似的格子结构。因此，六方BN 406的生长跟随CNT 402的布局。h-BN 406的第一共形涂层可具有约2-5nm的厚度。六方BN 406的涂层可由金属催化剂点滴404引发。六方BN 406可形成CNT 402上的BNNT涂层。图4B的护膜400包含CNT—h-BN或CNT-BNNT纳米复合结构。

图4C绘示六方BN 406涂布的CNT 402，具有在六方BN 406涂布的CNT 402上设置的CNT 408的共形涂层。CNT 408的共形涂层设置在六方BN 406涂层上，且可由金属催化剂点滴404引发。由于六方BN 406具有与CNT 408相同或类似的格子结构，所以CNT 408的生长跟随六方BN 406的格子。CNT 408的共形涂层可具有约2-5nm的厚度。图4C的护膜400包含CNT—h-BN—CNT或CNT-BNNT-CNT纳米复合结构。

图4D绘示CNT 408和h-BN 406涂布的CNT 402，具有在CNT 408和h-BN 406涂布的CNT 402h-BN 410上设置的第二共形涂层。h-BN 410的第二共形涂层设置在CNT 408的涂层上，且可由金属催化剂点滴404引发。h-BN 410的第二共形涂层可具有约2-5nm的厚度。h-BN410的第二共形涂层可形成在CNT 408的涂层上的BNNT涂层。跟随h-BN 410的第二共形涂层，每个h-BN—CNT—h-BN涂布的CNT 402(或BNNT-CNT-BNNT涂布的CNT 402)可与相邻涂布的CNT 402间隔开。因此，护膜400可具有穿过护膜400的间隔或间隙。

图4D的护膜400包含CNT—h-BN—CNT—h-BN或CNT-BNNT-CNT-BNNT纳米复合结构。CNT—h-BN—CNT—h-BN或CNT-BNNT-CNT-BNNT纳米复合结构可具有约30nm或更小的总厚度和约30nm的长度或宽度。在一个实施方式中，石墨烯层生长并用于取代CNT。因此，护膜400可具有石墨烯-BN-石墨烯-BN纳米复合结构。

图4E绘示示例性多层护膜420。护膜420是以BN涂布的CNT的平面片或隔膜。多层护膜420可包含CNT—h-BN—CNT—h-BN或CNT-BNNT-CNT-BNNT纳米复合结构。多层护膜420包含多个金属催化剂点滴404、由金属催化剂点滴404引发的第一CNT 402、设置在第一CNT402上的h-BN涂层406、设置在h-BN涂层406上的第二CNT涂层408和设置在第二CNT涂层408上的第二h-BN涂层410。如图4A-图4D中所述，多层护膜420的每个涂层依序地生长。第一CNT402形成平面片或隔膜，平面片或隔膜作为后续涂层的基底。多层护膜420中的涂层或多层的数目能改善多层护膜420的热机械强度。此外，多层护膜420各层或涂层的每个在UV光中是透明的，且可具有约90％或更大的EUV透光度。由于h-BN或BNNT涂层的缘故，多层护膜420在氢自由基环境中是非反应性的。

图5绘示根据一个实施方式的用于形成纳米复合护膜512的工具方案500。工具方案500可用于形成CNT-BN-BNNT护膜、CNT—h-BN—CNT—h-BN护膜或CNT-BNNT-CNT-BNNT护膜，如图3A-图3C和图4A-图4E中所示。工具方案500可包含加热带504、阀508、炉506、冷阱514、泵516和排放部518。

前驱物502可在加热带504中于约60至约150摄氏度(诸如约90至110摄氏度)的第一温度(T₁)被加热。前驱物502可包含氨硼烷、六氢均三氮硼烷(borazane)、环硼氮烷(borazine)、癸硼烷(decaborane)或能够具有与石墨烯相同或类似格子结构并包含硼与氮的任何其他化合物。例如，加热包含氨硼烷的前驱物502至第一温度致使氨硼烷离解成环硼氮烷，环硼氮烷具有与石墨烯和CNT相同的格子结构。

可使用阀508和载气510把经加热的前驱物502移送至炉506。载气510可以是氢(H₂)气。然后，经加热的前驱物502可在炉506中以石墨烯隔膜在约800-1200摄氏度(诸如，约800-1000摄氏度)的第二温度(T₂)，于压力约0.5-2T(诸如约1T)处理持续约10-60分钟，诸如约20-40分钟。在炉506中处理经加热的前驱物502形成在石墨烯隔膜上的BN涂层，以形成纳米复合护膜512。纳米复合护膜512包含以BN的至少一个涂层涂布的CNT的平面薄片，诸如图3C的护膜300或图4E的护膜420。

在炉506中处理经加热的前驱物502可引发多个CNT从石墨烯隔膜的生长。在炉506中处理经加热的前驱物502可形成CNT上的BN涂层并可同时地形成CNT上的一个或多个BNNT以形成CNT-BN-BNNT纳米复合护膜512。第二石墨烯隔膜可在炉506中被处理从而继续以CNT涂层涂布BN涂层。然后，可继续以第二BN涂层涂布设置在BN涂层上的CNT涂层，形成石墨烯-BN-石墨烯-BN、CNT—h-BN—CNT—h-BN或CNT-BNNT-CNT-BNNT纳米复合护膜。

用氮化硼涂布碳纳米管从而形成护膜造成具有增加的热机械强度的UV透明护膜。另外，由以氮化硼涂布的碳纳米管形成的护膜在氢自由基环境中是非反应性的。因为包含氮化硼涂布的碳纳米管的护膜在氢自由基环境中是非反应性的，所以，由于护膜不易受到被活性氢自由基蚀刻的影响而可增加护膜的寿命。由于系统不需要经常替换护膜，所以增加护膜的寿命可降低平板印刷系统的整体成本。

此外，由以氮化硼涂布的碳纳米管形成的护膜可具有约90％或更大的EUV透光度、约80％或更大的深UV透光度、小于0.04％的EUV透光均匀度(transmission uniformity)和低EUV反射性，诸如具有约0.001％的噪声水平和小于约0.25％的EUV散射。

尽管前述内容涉及本公开内容的多个实施方式，但在不背离本公开内容的基本范围下可构想到本公开内容的其他和进一步实施方式，且本公开内容的范围由之后的权利要求所界定。