[发明专利]用于沉积的监控系统与操作该系统的方法

说明书

一种监控与沉积控制系统以及该系统的操作方法包含：沉积腔室，用于在基板上沉积材料层；传感器阵列，用于在沉积期间监控在材料层层厚度改变的材料层沉积；及处理单元，用于根据在沉积期间层厚度的改变来调整沉积参数。

技术领域

本发明一般涉及一种监控与控制系统，且更特别的涉及一种用于沉积系统中的监控与工艺控制系统，其包含用于制造极紫外线光刻掩膜空白板的系统。

背景技术

极紫外线光刻(EUVL，也被称为软性X射线投影光刻，并也被缩写为EUV)为一种取代深紫外光光刻的竞争技术，用于制造14纳米(及更小)最小特征尺寸的半导体器件。

然而，一般在5至40纳米波长范围中的极紫外线，几乎被所有材料强烈吸收。因为此理由，极紫外线系统是利用光的反射方式而不是光的透射方式来工作。通过使用一连串的镜面(或透镜元件)以及涂覆有非反射性吸收剂掩膜图案的反射元件(或掩膜空白板)，经图案化的光化光(actinic light)被反射至涂覆抗蚀剂的半导体晶片上。

极紫外线光刻系统的这些透镜元件与掩膜空白板涂覆有像是钼和硅的材料的反射多层涂层，。使用涂覆有多层涂层的基板，已经可以获得每个透镜元件或掩膜空白板具有大约65％的反射数值，这些涂层强烈反射在极窄的紫外光带通中的单一波长的光；例如对于13纳米紫外光而言的12至14纳米带通。

在半导体处理技术中具有各种的缺陷类型，这些缺陷类型在掩膜中造成问题。举例而言，不透明的缺陷通常是由在多层涂层或掩膜图案顶部上的颗粒所造成的，而这些颗粒在光应该被反射时却吸收光。透明的缺陷通常是由在多层涂层顶部上的掩膜图案中的针孔(pinhole)所造成的，而当光应该被吸收时，光却通过针孔被反射。进一步的，多层涂层的厚度与均匀性需要制造精确，从而不扭曲最终掩膜产生的影像。

在过去，用于深紫外光光刻的掩膜空白板通常由玻璃制成，但也已经提出以硅或超低热膨胀性材料作为用于极紫外线光刻的取代材料。不管空白板为玻璃、超低热膨胀性材料或是硅，掩膜空白板的表面以研磨料进行机械抛光的方式制造得尽可能平滑。在掩膜空白板创建时的另一种阻碍包含：在这样工艺中留下的划痕，这些划痕有时候被称作“划痕-亮点(scratch-dig)”标记，而这些划痕的深度与宽度则取决于用于抛光掩膜空白板的研磨料中的颗粒大小。对于可见及深紫外线光刻，这些划痕太小而不会造成半导体晶片上图案中的相缺陷。然而，对于极紫外线光刻而言，划痕-亮点标记是一种明显的问题，因为这些划痕-亮点标记将呈现为相缺陷。

由于EUV光刻所需要的短照明波长，所使用的图案掩膜必须为反射性掩膜，来取代在目前光刻中所使用的透射性掩膜。反射性掩膜由钼与硅的交替薄层的精确堆叠制造，这种制造方式形成布拉格反射体或反射镜。因为多层堆叠的性质与小特征尺寸，在这些层或其上沉积所述多层堆叠的基板表面的均匀性方面的任何缺陷都将被放大并影响最终产品。在几个纳米大小的缺陷能表示为在完成的掩膜上可被印刷出的缺陷，并需要在多层堆叠沉积之前从掩膜空白板的表面去除。进一步的，这些沉积层的厚度与均匀性必须符合非常苛刻的规格，以不会摧毁最终完成的掩膜。

有鉴于电子元件越来越小特征尺寸的需求，寻找这些问题的答案变的越来越关键。有鉴于越发增加的商业竞争压力，以及成长的消费者期待，寻找这些问题的答案变的关键。此外，降低成本、改善效率与性能以及满足竞争压力的需求，对于寻找这些问题的答案的需求，添加了更大的急迫性。

这些问题的解决方案已经被长期需求，但先前的发展并没有教导或建议任何解决方案，而因此这些问题的解决方案已长期困扰熟悉本领域的技术人员。

发明内容

本发明提供一种监控与沉积控制系统的操作方法，包含：在基板上沉积材料层；在沉积期间监控关于材料层的层厚度的改变的材料层沉积；及根据在沉积期间材料层的层厚度的改变，来调整沉积参数。