JP2017510827A - 堆積用監視システム及びその操作方法 - Google Patents

Abstract

監視システム及びその操作方法は、プラットフォーム上に基板を提供する工程と、基板の走査を実行する工程と、基板上に材料層を堆積させる工程と、材料層の堆積厚さを監視する工程と、堆積厚さのエラーに基づいて警告を生成する工程を含む。

Description

関連出願への相互参照

本出願は、２０１３年１２月２２日出願された米国仮特許出願第６１／９１９，７７６号の利益を主張し、その主題は参照により本明細書に援用される。

本発明は、概して、監視システムに関し、特に、極端紫外線リソグラフィにおける堆積システム用の監視システムに関する。

背景

極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ、軟Ｘ線投影リソグラフィとしても知られている）は、０．１３ミクロン及びそれよりも小さい最小フィーチャーサイズの半導体デバイスの製造のための遠紫外線リソグラフィに代わる候補である。

しかしながら、概して５〜４０ナノメートルの波長範囲内にある極端紫外光は、実質的に全ての材料に強く吸収される。そのため、極端紫外線システムは、光の透過によってではなく、反射によって動作する。一連のミラー、又はレンズ要素、及び反射要素、又は非反射吸収体マスクパターンでコーティングされたマスクブランクの使用を介して、パターニングされた化学光は、レジストがコーティングされた半導体ウェハ上へ反射される。

極端紫外線リソグラフィシステムのレンズ要素及びマスクブランクは、多層反射コーティング材料（例えば、モリブデンとシリコン）でコーティングされる。極端紫外線の狭帯域（例えば、１３ナノメートルの紫外光に対して１２〜１４ナノメートルのバンドパス）内の実質的に単一の波長で光を強く反射する多層コーティングでコーティングされた基板を使用することによって、レンズ要素又はマスクブランク毎に約６５％の反射値が得られている。

マスク内に問題を引き起こす半導体処理技術内には、様々なクラスの欠陥がある。不透明欠陥は、典型的には、多層コーティングの最上部又はマスクパターン上の粒子によって引き起こされ、光を反射すべきときに、光を吸収する。透明欠陥は、典型的には、多層コーティングの最上部の上のマスクパターン内のピンホールによって引き起こされ、光が吸収されるべきときに、光が反射される。

位相欠陥は、典型的には、多層コーティングの下の傷及び表面変動（うねり）によって引き起こされ、反射光の位相遷移を引き起こす。これら位相遷移は、半導体ウェハの表面上のレジスト内に露光されるパターンを歪ませる、又は変える光波干渉効果をもたらす。サブ０．１３ミクロンの最小フィーチャーサイズ用に用いられるに違いないより短波長の照射のために、以前は重要ではなかった傷及び表面変動が、今では許容できなくなっている。

粒子欠陥の低減又は除去において進歩がなされてきて、マスク内の不透明欠陥及び透明欠陥の修復において研究がなされてきたが、位相欠陥の問題に対処するためには、今まで何もなされてきていない。遠紫外線リソグラフィに対しては、６０度以下の位相遷移を維持するように、表面は処理される。極端紫外線リソグラフィのための同様の処理は、まだ開発されていない。

１３ナノメートルの化学線波長に対して、多層コーティングから反射される光の中での１８０度の位相遷移は、下地表面内の深さがわずか３ナノメートルの傷に対して発生する可能性がある。この深さは、より短い波長ではより浅くなる。同様に、同じ波長で、１００ナノメートルの距離上で１ナノメートルよりも急激な表面変動は、同様の位相遷移を引き起こす可能性がある。これら位相遷移は、半導体ウェハの表面に位相欠陥を引き起こし、半導体デバイスに修復不可能な損傷を与える可能性がある。

過去において、遠紫外線リソグラフィ用マスクブランクは、一般的にガラス製であったが、シリコン又は超低熱膨張材料が、極端紫外線リソグラフィ用の代替として提案されてきている。ブランクが、ガラス、超低熱膨張材料、又はシリコンであるかどうかにかかわらず、マスクブランクの表面は、砥粒を用いた機械的研磨によって可能な限り平滑にされる。このようなプロセスに残されている傷は、しばしば「スクラッチディグ」マークと呼ばれ、それらの深さと幅は、マスクブランクを研磨するために使用される研磨剤中の粒子の大きさに依存する。可視及び遠紫外線リソグラフィでは、これらの傷は、半導体ウェハ上のパターン内に位相欠陥を引き起こすには小さ過ぎる。しかしながら、極端紫外線リソグラフィに対しては、スクラッチディグマークは、位相欠陥として現れるので、重要な問題である。

ＥＵＶリソグラフィ用に要求される短い照明波長のため、使用されるパターンマスクは、現在のリソグラフィで使用される透過型マスクの代わりに反射型マスクでなければならない。反射型マスクは、モリブデンとシリコンの交互の薄い層の正確なスタックで構成され、ブラッグ屈折器又はミラーを作る。多層スタックの性質及び小さいフィーチャーサイズのため、多層スタックが堆積される基板の表面内の任意の欠陥は拡大され、最終製品に影響を与える。数ナノメートルのスケールの欠陥は、完成したマスク上に印刷可能な欠陥となって表れ、多層スタックの堆積前にマスクブランクの表面から除去する必要がある可能性がある。

一般的な欠陥は、ピット、傷、及び粒子を含む。一般的な洗浄技術は、粒子の多くを除去するが、新しいピットを生成するか、既存のピットを増幅するかのいずれかである。ピットは、研磨又は洗浄プロセスから発生する可能性があるか、又は切断及び研磨プロセス中に露出される基板材料自体内の内包物又は欠陥に由来する可能性がある。更に、研磨は、表面でピットを除去するために使用することができるが、プロセス内で新たなピットが露出又は発生するリスクがあり、これは、基板表面を平滑化及び平坦化するために研磨のみを用いる有用性を制限する。基板の平滑化のための別の方法は、レーザ又はプラズマアニーリングである。これらの技術は、ガラス基板の薄い表面層を溶融し、リフローで接合し、局所的な欠陥を除去する。問題は、基板の表面に、より長い範囲の凹凸又はリップルを誘発するので、ＥＵＶマスクに必要な基板の平坦性を提供しないことである。

電子部品のますます小さいフィーチャーサイズの必要性を考慮すると、これらの問題に対して答えを見つけることがますます重要である。消費者の期待を成長させるとともに、増え続ける商業競争圧力を考慮すると、これらの問題に対する答えを見つけることが重要である。また、コストを削減し、効率とパフォーマンスを向上させ、競争圧力を満たすための必要性は、これらの問題に対する答えを見つけるための重要な必要性に更に大きな緊急性を追加する。

これらの問題に対する解決策は、長い間求められてきたが、先行開発は、何の解決策も教示又は示唆してこなかった。したがって、これらの問題に対する解決策は、長い間、当業者には手に入らないものであった。

概要

本発明は、プラットフォーム上に基板を提供する工程と、基板の走査を実行する工程と、基板上に材料層を堆積させる工程と、材料層の堆積厚さを監視する工程と、堆積厚さのエラーに基づいて警告を生成する工程を含む監視システムの操作方法を提供する。

本発明は、基板を支持するためのプラットフォームと、基板上に材料層を堆積させるための堆積システムと、材料層のエラーを検出するためのセンサアセンブリと、基板上に別の材料層を堆積させるための第２の堆積システムとを含む監視システムを提供する。

本発明の特定の実施形態は、上記のものに加えて、又は上記のものの代わりに、他の工程又は要素を有する。工程又は要素は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより当業者に明らかになるであろう。

統合化された極端紫外線マスク製造システムである。 本発明の第１実施形態に係る堆積及び計測用の監視システムの例の図である。 センサアセンブリの例示的なハードウェアブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る堆積及び計測用の監視システムの例の図である。 中間堆積段階における図２の構造である。 図２に示される監視対象基板の例示的な上面図である。 本発明の一実施形態における図２の監視システムの操作方法である。 本発明の更なる一実施形態における図２の監視システムの操作方法である。 ＥＵＶリソグラフィシステムである。

詳細な説明

以下の実施形態は、当業者が本発明を行い、使用することを可能にするために、十分に詳細に記載されている。他の実施形態が、本開示に基づいて明らかとなり、本発明の範囲から逸脱することなく、システム、プロセス、又は機械的な変更を行うことができることを理解すべきである。

以下の説明において、多数の特定の詳細が、本発明の完全な理解を提供するために与えられる。しかしながら、本発明は、これらの特定の詳細なしに実施できることは明らかであろう。本発明を不明瞭にすることを避けるために、いくつかの周知の回路、システム構成、及びプロセスステップは、詳細には開示されていない。

システムの実施形態を示す図面は、半概略であり、縮尺通りではなく、特に、寸法のいくつかは、提案説明を明確にするためのものであり、描画図内で誇張して示されている。同様に、説明を容易にするため、図面内の図は、概して、同様の方向を示すが、図面内のこの描写は、ほとんどの部分に対して任意である。一般的に、本発明は、任意の向きで動作させることができる。

いくつかの構成を共通して有する複数の実施形態が開示され、記載されている場合は、それらの図説、記述、及び理解を明瞭かつ容易にするために、類似の構成は、同様の参照番号で記述される。

解説の目的のために、本明細書で使用する用語「水平」は、マスクブランク又は基板の平面又は表面に対して平行な平面として定義され、その向きには関係ない。用語「垂直」は、まさに定義されたような水平に対して垂直な方向を指す。用語（例えば、「上方」、「下方」、「底部」、「最上部」、（「側壁」内のような）「側」、「より高い」、「より低い」、「上部」、「上に」、及び「下に」）は、図面内に図示されるように、水平面に対して定義される。用語「上」は、要素間の直接的な接触があることを示す。

本明細書で使用する用語「処理」は、材料又はフォトレジストの堆積、記載された構造を形成するのに必要とされる材料又はフォトレジストのパターニング、露光、現像、エッチング、洗浄、及び／又は除去を含む。

本発明の実施形態は、仕様の範囲内にある積層装置を監視及び作成するためのものである。積層装置は、マスクブランク、ミラー、及び薄膜の複数の層のスタックを含む電気デバイスを含むことができる。例えば、積層装置は、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、極端紫外線（ＥＵＶ）マスクブランク、極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ）、Ｘ線ミラー、又は他の多層反射デバイスを含むことができる。本発明は、上述の装置の製造中に均一な膜厚及び界面品質を監視するためのシステム及び方法を含む。

堆積システムは、積層デバイス内のフィルム層の各々の厚さ、均一性、平坦性、及び界面品質を監視するためのセンサアセンブリを含むことができる。センサアセンブリは、単一のセンサ、単一のアセンブリハウジング内での複数のセンサ、又は堆積及び製造システム内の異なる位置での複数のセンサを含むことができる。

センサアセンブリはまた、フィルム層の厚さ、界面のシャープネス、平坦度、及び均一性を監視するために、電荷結合素子（ＣＣＤ）、Ｘ線反射器、ＥＵＶ反射器、レーザ散乱技術、レーザカソードセンサ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。センサアセンブリのセンサの精度は、１オングストローム（Å）の１／１０を含むことができる。

センサアセンブリを有する堆積システムは、各材料層の膜厚、膜の均一性、界面のシャープネス、及び表面平滑性に関するリアルタイムの情報を監視し、表示することができる。センサアセンブリはまた、フィルム層間の相互拡散とフィルム層内の欠陥に対して監視することができる。センサアセンブリはまた、各層内及び各層上の欠陥及び粒子（例えば、削り溝（ゴージ）、溝（グルーブ）、傷（スクラッチ）、塊（バンドル）、変形部、石、岩、及びピット）に対して監視することができる。

例えば、センサアセンブリは、厚さの均一性、界面粗さ、膜組成を監視し特徴づけるために、Ｘ線反射率、紫外線反射率、及びレーザ散乱技術を使用し、各々の個別の堆積層に対してインサイチュー又はインラインの検出を使用して粒子を検出することができる。成形又は製造段階の間、本発明の実施形態は、異なる組成物又は要素の各層を監視することができる。センサアセンブリは、各層の仕様に関する即時のフィードバックを提供することができる。

上述の１つの重要な発明の態様は、完全に構築されたＥＵＶＬマスクは、修復することができず、基板又は堆積層上にエラーがある場合は廃棄しなければならないということである。ＥＵＶＬマスクの構築に必要とされる精度は、無欠陥のマスクに対して非常に大きな販売価格を作る。積層装置（例えば、ＥＵＶＬマスク）の製造の層ごとの（レイヤーバイレイヤーの）監視又は工程ごとの（ステップバイステップの）監視のためのシステムは、良好なマスクを生産し、欠陥マスクの構築内で使用された廃棄物を除去する歩留まりを改善する。

ここで、図１を参照すると、統合化された極端紫外線マスク製造システム１００がここに図示される。統合化ＥＵＶマスク製造システム１００は、内部に基板１０４又は複数の基板がロードされる基板ローディング・キャリアハンドリングシステム１０２を含む。エアロック１０６は、ウェハハンドリング真空チャンバ１０８へのアクセスを提供する。図示の実施形態では、ウェハハンドリング真空チャンバ１０８は、２つの真空チャンバ（第１真空チャンバ１１０と第２真空チャンバ１１２）を含む。第１ウェハハンドリングシステム１１４は、第１真空チャンバ１１０内にあり、第２ウェハハンドリングシステム１１６は、第２真空チャンバ１１２内にある。

ウェハハンドリング真空チャンバ１０８は、様々な他のシステムの取り付け用に、その周囲の周りに複数のポートを有する。第１真空チャンバ１１０は、脱ガスシステム１１８、第１物理蒸着システム１２０、第２物理蒸着システム１２２、検査チャンバ１１１、及び前洗浄システム１２４を有する。基板１０４の堆積後、基板１０４は、欠陥及び誤差を検出するために検査チャンバ１１１へと搬送することができる。

第２真空チャンバ１１２は、それに接続された第１マルチカソード源１２６、流動性化学蒸着（ＦＣＶＤ）システム１２８、硬化システム１３０、及び第２マルチカソード源１３２を有する。

第１ウェハハンドリングシステム１１４は、エアロック１０６、及び第１真空チャンバ１１０の周囲の周りの様々なシステム間で、連続真空内でスリットバルブを介して、ウェハ（例えば、ウェハ１３４）を移動させることができる。第２ウェハハンドリングシステム１１６は、連続的な真空内にウェハを維持しながら、第２真空チャンバ１１２の周囲に、ウェハ（例えば、ウェハ１３６）を移動させることができる。統合化ＥＵＶマスク製造システム１００は、ＥＵＶマスクを製造するための理想的な環境を提供することが発見された。

ここで図２を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る堆積及び計測用の監視システム２００の例の図がここに図示される。監視システム２００は、ＥＵＶＬマスク、磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）コンポーネント、又は他の積層デバイスの作成に使用するための監視対象基板２０２上の堆積プロセス及び計測を監視することができる。

監視システム２００は、図１の統合型極端紫外線マスク製造システム１００内に組み込むことができる。例えば、図１の第１真空チャンバ１１０及び図１の第２真空チャンバ１１２は、監視システム２００を含むことができる。監視システム２００は、種々のサブチャンバ（例として、図１の第１物理蒸着システム１２０、図１の第２物理蒸着システム１２２、図１の第１マルチカソード源１２６、図１の流動性化学蒸着（ＦＣＶＤ）システム１２８、及び図１の検査チャンバ１１１など）内に取り付けることができる。

監視対象基板２０２は、ＥＵＶマスクブランクを形成するためのベース構造を含むことができる。監視対象基板２０２は、図１の基板１０４と同一とすることができる。監視対象基板２０２は、石英、シリコン、ガラスセラミックス、又は他の超低膨張ガラス材料を含むことができる。監視対象基板２０２は、基板上面２０４を含むことができる。

監視対象基板２０２は、プラットフォーム２０６又は堆積チャック上に取り付けることができる。プラットフォーム２０６は、堆積又はＥＵＶＬマスクブランクの製造プロセス中に、監視対象基板２０２を保持することができる。プラットフォーム２０６は、堆積プロセス中に固定することができるが、プラットフォーム２０６はまた、監視対象基板２０２を回転させる回転システムを含むことができる。プラットフォームの回転は、監視対象基板２０２上の堆積の均一性を支援することができる。

監視システム２００は、センサアセンブリ２０８を含むことができる。センサアセンブリ２０８は、センサ又はセンサのグループ用のハウジング又はエンクロージャである。センサアセンブリ２０８内のセンサは、アクティブ及びパッシブセンサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、可視光センサ、暗視野及び明視野顕微鏡、Ｘ線反射システム、ＵＶ−ＥＵＶ光反射システム、レーザ散乱システム、又はそれらの組み合わせを含むことができる。センサアセンブリ２０８は、単一のハウジングとして示されているが、監視システム２００はまた、複数のセンサを収容するための複数のアセンブリを含むことができることが理解される。

例えば、センサアセンブリ２０８は、第１センサ２１０又はメインセンサ及び第２センサ２１２を含むことができる。第１センサ２１０及び第２センサ２１２は、監視用のＵＶ又はＸ線ビームを伝送するための、光源（ソース）、ランプ、ファイバ源、拡散器（ディフューザー）、指向性ファイバ、投影システム、又はそれらの組み合わせとして使用することができる。

センサアセンブリ２０８のセンサシステムは、統合型極端紫外線マスク製造システム１００の堆積チャンバ内に静止するように固定することができる。センサアセンブリ２０８内のセンサの静止配置は、チャンバ内に粒子及び破片を生成する可能性のある可動部品を減少させることが発見された。

例えば、センサアセンブリ２０８は、監視対象基板２０２のすぐ上方に取り付けられた第１センサ２１０を含むことができ、基板上面２０４に直角又は９０度の角度で放射線を放出するために配置された、バレル、ファイバ、アレイ、コリメータ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。第１センサ２１０は、基板上面２０４上の中心点である中心位置２１８の上に配置することができる。

第２センサ２１２は、第１センサ２１０に隣接して取り付けることができる。第２センサ２１２の光源は、基板上面２０４に４５度の角度で配置されて図示されているが、第２センサ２１２はまた、基板上面２０４に直角の角度で配向させることができる。例えば、放射線は、基板上面２０４に光源から４５度の角度で放出させることができる。

例示の目的のために、第２センサ２１２は、基板上面２０４のエッジ位置２２０に向けて位置合わせする、又はエッジ位置２２０に向けることができ、それは基板上面２０４のエッジ又は端部近くの点である。しかしながら、第２センサ２１２は、中心位置２１８からの鏡面反射を監視するために、中心位置２１８に向かって位置合わせすることができる。

センサアセンブリ２０８はまた、検出器とすることができる第３センサ２１４及び第４センサ２１６を含むことができる。例えば、検出器は、光源（例えば、第１センサ２１０及び第２センサ２１２）からの放射物又は放射を受け取ることができる。検出器センサアレイ（例えば、第３センサ２１４及び第４センサ２１６）は、ＣＣＤベースの分光計、カメラ、及び顕微鏡を含むことができる。第３センサ２１４及び第４センサ２１６は、表面の反射されたビーム及び放射線からの波長の振動を測定することができる。

センサアセンブリ２０８は、建造中にリアルタイムにＥＵＶＬマスク内の部品の、欠陥、エラー、及び仕様外の特性を監視するために使用できることが発見された。センサアセンブリ２０８内のセンサは、表面、薄膜、及び多層を特徴付けるために使用することができる。例えば、顕微鏡、反射システム、及びカメラは、ピット、表面粗さ、粒子、及び他の欠陥に対して、基板上面２０４を監視するために、センサアセンブリ２０８内に設置することができる。

また、監視システム２００は、物理蒸着（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及び流動性ＣＶＤ（ＦＣＶＤ）システム、又はそれらの組み合わせに、インライン又はインサイチューで実施できることが発見された。例えば、監視システム２００は、堆積チャンバ（例えば、第１物理蒸着システム１２０）内にインライン又はインサイチューで組み込むことができる。監視システム２００は、全堆積プロセスの間、リアルタイムに表面及び層の厚さを監視することができる。

監視は、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、可視光センサ、暗視野及び明視野顕微鏡、Ｘ線反射システム、ＵＶ−可視光反射システム、レーザ散乱システム、又はそれらの組合せを含むことができる。分光計は、散乱異常及び波長の変調などのセンサ測定値を分析するために使用することができる。制御及び断定されたサンプルのシグネチャの異常は、表面上の欠陥及び仕様外の層の厚さレベルを示すだろう。

また、センサアセンブリ２０８は、監視対象基板２０２上に堆積された層の厚さの均一性、界面粗さ、及び組成を監視するために使用できることが見出された。監視対象基板２０２の走査及びあり得る洗浄の後、Ｍｏ及びＳｉの層を監視対象基板２０２上に堆積させることができ、各層は、層の表面の上部の上の欠陥に対して個別に走査されることが可能である。積層内の各層は、平坦度、厚さ、及び均一性が仕様の範囲内であることを保証するために走査することができる。

監視システム２００は、監視対象基板２０２上の各堆積層の特性を監視及び記録することができることが見出された。センサアセンブリ２０８からのデータ及び情報は、その後の生産サイクルにおける堆積プロセス及びモデルを調整するために使用できる。

センサアセンブリ２０８は、Ｘ線反射法及びＸ線反射率法（ＸＲＲ）のためのシステムを含むことができる。紫外可視分光法と同様に、Ｘ線ビームは、基板上面２０４上で反射され、これによって反射ビームの強度を測定することができる。基板上面２０４が仕様外である場合、反射強度は、予測密度プロファイルからずれるだろう。Ｘ線反射法及びＸＲＲは１〜２オングストロームの仕様外幅を決定するために使用することができる。

ＥＵＶＬマスクブランク又はＭＲＡＭの完了後に欠陥を測定する代わりに、各堆積層は、連続的に又は各層の堆積後に走査されることが可能である。こうして、欠陥を有する完成したマスクに費やされる無駄な時間及び材料の除去により、ＥＵＶＬマスク及びＭＲＡＭコンポーネントの作成において、収率を向上させることができることが発見された。例えば、ＥＵＶＬマスクは、数時間の堆積時間を必要とする可能性がある８５〜９０の異なる堆積層を含む場合がある。時間が掛かり高価な堆積プロセスを開始する前に、開始不良基板を除去又は洗浄することができる。更に、時間及び材料は、監視対象基板２０２上の各堆積層を監視することによって節約され、ここで欠陥が見つかった場合は、堆積プロセスを停止することができる。

また、連続又は層ごとの監視の方法は、緑色の光又は４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長の使用から、各堆積層の正確かつ精密な走査を提供することが見出された。緑色の光は、各堆積面を監視するためだけに使用することができ、これは、どの層又は幅に欠陥が含まれているかを正確に示すだろう。これは、欠陥が、侵入深さの一般的な領域のいずれの層内でも発生した可能性があるので、より深い侵入をもつ他の波長に比べて利点を提供する。

また、連続又は層ごとの監視は、堆積プロセスをチューニングする又は調整するために使用できることが発見された。監視は、堆積機械の履歴堆積傾向を検出するために使用することができ、各堆積層に対する堆積時間を調整するために使用することができる。

ここで図３を参照すると、センサアセンブリ２０８の例示的なハードウェアのブロック図がここに図示される。センサアセンブリ２０８は、複数の検査ツール（例えば、光反射システム３０２、Ｘ線システム３０４、レーザシステム３０６、及びカメラシステム３０８）を含むことができる。例示の目的のために、センサアセンブリ２０８の検査ツール及びセンサシステムは、個別のシステムとして説明されているが、これらのシステムは、互いに関連して機能し、同じハードウェアを利用することができることが理解される。

光反射システム３０２は、表面、薄膜、及び多層を特徴づけるために紫外線又は可視光を使用することができるシステムである。例えば、光反射システム３０２は、基板及び層の表面から光が反射される場合、振幅及び位相シフトを検出するために用いることができる。光反射システム３０２は、緑色光及びＥＵＶ光を含む１０ナノメートル（ｎｍ）〜６００ｎｍの波長を使用することを含むことができる。

光反射システム３０２は、分光分析方法及びシステム（例えば、紫外−可視分光法又は紫外可視分光測光法）を含むことができる。例えば、光反射システム３０２は、ＥＵＶ生成プラズマ源による暗視野で動作する対象物ベースの顕微鏡を含むことができる。

光反射システム３０２は、図２の第１センサ２１０、図２の第２センサ２１２、図２の第３センサ２１４、図２の第４センサ２１６、又はこれらの組み合わせを、光源及び検出器用のコンポーネントとして用いることができる。例えば、第１センサ２１０は、紫外可視分光システムの光源とすることができ、第３センサ２１４は、検出器とすることができる。

Ｘ線システム３０４は、Ｘ線反射法又はＸ線反射率法を利用するセンサを含む。Ｘ線ビームは、光源から表面（例えば、図２の基板上面２０４）へと投射又は反射される。反射されたＸ線の強度が測定され、分析される。例えば、表面がシャープかつ平滑でない場合、反射強度は、フレネルの反射の法則によって予測されるものからずれるだろう。そこで、偏差は、表面に垂直な界面の密度プロファイルを得るために分析することができる。

Ｘ線システム３０４は、センサアセンブリ２０８によって収容されたセンサを用いて投射し、センサの測定値を検出することができる。例えば、Ｘ線システム３０４は、第１センサ２１０、第２センサ２１２、第３センサ２１４、第４センサ２１６、又はそれらの組み合わせを光源及び検出器用のコンポーネントとして使用することができる。

レーザシステム３０６は、表面の厚さ及び滑らかさを決定するために、レーザ反射干渉計と分光法を利用することができるセンサを含む。レーザシステム３０６は、光反射システム３０２及びＸ線システム３０４に動作が類似している可能性がある。例えば、レーザシステム３０６は、検出器上へ反射される光源として４０５ｎｍのレーザダイオードを含むことができる。

カメラシステム３０８は、センサアセンブリ２０８内に含まれる他のシステムで利用されない他の検査ツールを含むことができる。カメラシステム３０８は、ＣＣＤカメラ、ＣＣＤベースの顕微鏡、イオンビーム／走査型電子顕微鏡（ＦＩＢ／ＳＥＭ）、明視野又は暗視野構成、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、又はそれらの組み合わせを含むことができる。

光反射システム３０２、Ｘ線システム３０４、レーザシステム３０６、及びカメラシステム３０８は、同じチャンバ又は異なるチャンバ内に組み込むことができる。例えば、光反射システム３０２は、堆積チャンバ（例えば、図１の第１物理蒸着システム１２０）内に組み込むことができる。Ｘ線システム３０４は、検査チャンバ１１１内に組み込むことができる。図１の基板１０４は、堆積チャンバから除去され、各堆積層を監視するためのＸ線システム３０４を有する図１の検査チャンバ１１１に搬送できることが見出された。

ここで図４を参照すると、本発明の第２実施形態に係る堆積及び計測用の監視システム４００の例の図がここに図示される。例の図は、塗布又は堆積プロセスからの材料層４０２を含むことができる。

材料層４０２は、監視対象基板２０２上及びプラットフォーム２０６の上方に堆積された膜又は材料を含むことができる。例えば、材料層４０２は、平坦化層、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、又はＥＵＶＬマスクの作成に使用される他の材料を含むことができる。材料層４０２の第１層は、基板上面２０４上に直接堆積させることができる。

材料層４０２は、層上面４０４及び堆積厚さ４０６を含むことができる。層上面４０４は、監視対象基板２０２上に堆積された材料層４０２の最上部の一例の上面である。例えば、層上面４０４は、監視対象基板２０２上に堆積された第１層の上面である。

例示の目的のために、監視対象基板２０２上の九十層が最上層である場合、層上面４０４は、九十層のうちの現在の上面となるであろうことが理解される。堆積厚さ４０６は、材料層４０２の幅又は厚さである。例えば、監視対象基板２０２上のシリコン層の堆積厚さ４０６は、３−４ｎｍの厚さとすることができる。

監視システム４００は、層上面４０４及び基板上面２０４に対して４５度の角度で配向されたセンサアセンブリ４０８を含むことができる。例えば、センサアセンブリ４０８は、チャンバの左側に位置する光源４１０と、チャンバの右側に位置する検出器を含むことができる。例の図は、４５度の角度で層上面４０４から反射し、検出器４１２で受信された放射線を示す。

ここで図５を参照すると、中間堆積段階における図２の構造が、ここに図示される。例の図は、監視対象基板２０２上に堆積された多層スタックを示すことができる。例の図は、監視対象基板２０２、材料層４０２、層上面４０４、内部シリコン層５０２、及び内部モリブデン層５０４、及び第２材料層５０７を含むことができる。

第２材料層５０７は、材料層４０２の最上部に堆積される。第２材料層５０７は、最も上に堆積された層であるため、層上面４０４は、第２材料層５０７の上面である。例の図は、（例えば、図２のセンサアセンブリ２０８に示される）単一のアセンブリ内に収容された光源５０６及び検出器５０８を含むことができる。光源５０６及び検出器５０８は、層上面４０４から４５度の角度で放射線を反射し受け取るように配向させることができる。

ここで図６を参照すると、図２に示される監視対象基板２０２の例示的な上面図がここに図示される。監視対象基板２０２は、図２のプラットフォーム２０６によって支持することができる。例示の目的のために、監視対象基板２０２は、正方形として示されているが、監視対象基板２０２は、円形のウェハから製造できることが理解される。

例示的な上面図は、図２に示されるように、エッジ位置２２０を含むことができる。図２のセンサアセンブリ２０８は、エッジ位置２２０からスペクトルシグネチャ及び密度プロファイル情報を受信することができる。監視対象基板２０２は、堆積プロセス中、回転する静電チャック上に搭載することができる。

例示的な上面図は、回転する静電チャック上のエッジ位置２２０からのセンサの測定値に基づく外周部６０２を含むことができる。回転のため、外周部６０２は、図４の監視対象基板２０２又は材料層４０２の周囲に対するスペクトルシグネチャ及び密度プロファイルの情報を提供することができる。

ここで図７を参照すると、本発明の一実施形態における図２の監視システム２００の操作方法７００がここに図示される。方法７００は、ブロック７０２において、図２の監視対象基板２０２を提供する工程を含むことができる。監視対象基板２０２は、回転する静電チャックを含むことができる、図２のプラットフォーム２０６上に配置することができる。

監視対象基板２０２は、ブロック７０４において、図２のセンサアセンブリ２０８によって走査されることができる。走査は、図２の基板上面２０４上の欠陥及び粒子（例えば、削り溝（ゴージ）、溝（グルーブ）、傷（スクラッチ）、塊（バンドル）、変形部、石、岩、及びピット）を検出するために、図３で説明されたアクティブ、パッシブ、又は反射システムのうちのいずれかを含むことができる。何らかの欠陥が検出された場合、監視対象基板２０２は、ブロック７０６において、洗浄又は交換されることが可能である。プロセスは、欠陥のない基板を使用して再スタートするために、ブロック７０２に戻ることができる。

欠陥のない基板に対する走査の後、材料層４０２は、ブロック７０８又は堆積プロセスにおいて、監視対象基板２０２上に形成又は塗布されることが可能である。材料層４０２の堆積は、監視対象基板２０２上に材料層４０２を堆積するための、ＣＶＤ、ＰＬＤ、ＡＬＤ、及びＦＣＶＤ法を含むことができる。

材料層４０２は、ブロック７１０において、堆積プロセス中に監視することができる。ブロック７１０の間の監視は、連続走査又は堆積層の完了後の走査を含むことができる。材料層４０２の監視は、全堆積プロセスの間、連続的とすることができる。材料層４０２の連続走査又は層ごとの走査は、各層に対してスペクトルシグネチャ７１５及び密度プロファイルを生成することができる。材料層４０２の各々に対するスペクトルシグネチャ７１５及び密度プロファイルは、堆積機械の分析及び調整のために記録することができることが見出された。

あるいはまた、材料層４０２は、各層の完了後に走査及び監視することができる。例えば、材料層４０２は、シリコン層、モリブデン層、又はＭｏ／Ｓｉのペアの完了後に走査することができる。別の材料層４０２の堆積後、図４の層上面４０４は、監視対象基板２０２上に堆積された層の数に応じて、走査などすることができる。

堆積中の材料層４０２の監視中に、ブロック７１２において、エラー７１１が検出される可能性がある。エラー７１１は、材料層４０２内の欠陥として定義される。エラー７１１は、厚さの均一性、表面粗さ、界面粗さ、組成、及び個々の層の堆積プロセスの間に検出された粒子の仕様外条件の結果とすることができる。

ブロック７１４において、材料層４０２のエラー７１１に基づいた警告（アラート）７１３を生成することができる。警告７１３は、エラー７１１を生成した材料層４０２の濃度プロファイル及びスペクトルシグネチャの情報を有するレポートを含むことができる。

欠陥のある基板又はマスクブランクサンプルは、ブロック７１６において廃棄することができる。不良堆積基板又はマスクブランクサンプルは、マスク全体の完了後の代わりに、個々の層の堆積エラーの時点に廃棄できることが見出された。監視システム２００によって提供される層ごとの監視は、不良品サンプルに浪費された時間量及び材料を低減することにより、欠陥のないＥＵＶＬマスクブランクの歩留まりを増加させる。

監視プロセスが、堆積中にいかなる欠陥又はエラーをも検出しない場合は、堆積プロセスは、ブロック７１８において終了することができる。完了した堆積プロセス後のサンプルは、ブロック７２０において、更なる堆積又は製造工程のために、別のチャンバに搬送することができる。ＥＵＶＬマスクサンプルはまた、ブロック７２２において、完了後の走査のために、図１の検査チャンバ１１１内に搬送することができる。

ここで図８を参照すると、本発明の更なる一実施形態における図２の監視システム２００の操作方法８００がここに図示される。方法８００は、ブロック８０２において、図２の監視対象基板２０２を提供する工程を含むことができる。監視対象基板２０２は、回転する静電チャックを含むことができる、図２のプラットフォーム２０６上に配置することができる。

監視対象基板２０２は、ブロック８０４において、図２のセンサアセンブリ２０８によって走査されることができる。走査は、図２の基板上面２０４上の欠陥及び粒子（例えば、削り溝（ゴージ）、溝（グルーブ）、傷（スクラッチ）、塊（バンドル）、変形部、石、岩、及びピット）を検出するために、図３で説明された反射システムのうちのいずれかを含むことができる。何らかの欠陥が検出された場合、監視対象基板は、ブロック８０６において、洗浄又は交換されることが可能である。プロセスは、欠陥のない基板を使用して再スタートするために、ブロック８０２に戻ることができる。

欠陥のない基板を走査した後、材料層４０２は、ブロック８０８又は堆積プロセスにおいて、監視対象基板２０２上に形成又は塗布されることが可能である。材料層の堆積は、監視対象基板２０２上に材料層４０２を堆積するための、ＣＶＤ、ＰＬＤ、ＡＬＤ、及びＦＣＶＤ法を含むことができる。

材料層４０２の堆積又は層のペア（例えば、ＳｉとＭｏ）の堆積の後、基板サンプルは、ブロック８１０において、検査チャンバへ搬送することができる。材料層４０２又はＳｉ／Ｍｏ層のペアは、ブロック８１２において、欠陥及びエラーに対して走査されることが可能である。

堆積中の材料層４０２の監視中に、ブロック８１４において、エラー８１１が検出される可能性がある。エラー８１１は、材料層４０２内の欠陥として定義される。エラー８１１は、厚さの均一性、表面粗さ、界面粗さ、組成、及び個々の層の堆積プロセスの間に検出された粒子の仕様外条件の結果とすることができる。

エラー８１１の検出後に、ブロック８１６において、エラー８１１に基づいた警告８１３を生成することができる。警告８１３は、エラー８１１を生成した材料層４０２の濃度プロファイル及びスペクトルシグネチャの情報を有するレポートを含むことができる。不良の基板又はマスクブランクサンプルは、ブロック８１８において廃棄することができる。

材料層４０２は、走査に合格することができ、これは、ブロック８２０において、厚さの均一性、表面粗さ、界面粗さ、組成、及び任意の粒子が仕様の範囲内であり、予め定められた許容レベルの範囲内であることを示す。仕様パラメータに合格した場合、監視対象基板２０２又はＥＵＶＬマスクサンプルは、ブロック８２２において、多層のうちの他の層の連続堆積をするために堆積チャンバに戻すことができる。

ここで図９を参照すると、ＥＵＶリソグラフィシステム９００がここに図示される。ＥＵＶリソグラフィシステム９００は、ＥＵＶ光源領域９０２、レチクルステージ９０４、及びウェハステージ９０６を含む。図１の統合型極端紫外線マスク製造システム１００及び監視システム２００によって作成されたＥＵＶＬマスクは、ＥＵＶリソグラフィシステム９００に利用することができる。

得られた方法、プロセス、装置、デバイス、製品、及び／又はシステムは、直接的で、費用対効果が高く、複雑でなく、汎用性が高く、正確で、敏感で、かつ効果的であり、準備のできた、効率的で、経済的な、製造、応用、及び使用に対して公知の構成要素を適合させることによって実施することができる。

本発明のもう一つの重要な側面は、コストを削減し、システムを簡素化し、パフォーマンスを向上させるという歴史的傾向を有益に支持し、提供することである。

本発明のこれらの及び他の有益な側面は、その結果、技術の状態を少なくとも次のレベルに更に進める。

本発明は、特定の最良の態様に関連して説明されてきたが、多くの代替、修正、及び変形が前述の説明に照らして当業者には明らかとなるであろうことが理解されるべきである。したがって、付属の特許請求の範囲内に入るそのような代替、修正、及び変形のすべてを包含することが意図される。本明細書に記載又は添付の図面に図示されるすべての事項は、例示的かつ非限定的な意味で解釈されるべきである。

Claims (15)

1. 監視システムの操作方法であって、
   プラットフォーム上に基板を提供する工程と、
   基板の走査を実行する工程と、
   基板上に材料層を堆積させる工程と、
   材料層の堆積厚さを監視する工程と、
   堆積厚さのエラーに基づいて警告を生成する工程を含む方法。
2. 堆積厚さを監視する工程は、堆積プロセスの間に連続走査を実行する工程を含む、請求項１記載の方法。
3. 堆積厚さを監視する工程は、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの波長で走査する工程を含む、請求項１記載の方法。
4. 堆積厚さを監視する工程は、材料層のスペクトルのシグネチャを監視する工程を含む、請求項１記載の方法。
5. 材料層上に第２の材料層を堆積させる工程を含み、堆積厚さを監視する工程は、材料層及び第２の材料層の連続走査を含む、請求項１記載の方法。
6. 基板を支持するためのプラットフォームと、
   基板上に材料層を堆積させるための堆積システムと、
   材料層のエラーを検出するためのセンサアセンブリと、
   基板上に別の材料層を堆積させるための第２の堆積システムとを含む監視システム。
7. プラットフォームは、静電チャック、回転チャック、又はそれらの組合せを含むことができる、請求項６記載のシステム。
8. センサアセンブリは、光反射システム、Ｘ線システム、レーザシステム、カメラシステム、又はそれらの組み合わせを含む、請求項６記載のシステム。
9. センサアセンブリは、光源及び検出器を含むことができ、光源及び検出器は、材料層の層上面に対して４５度の角度で配向されている、請求項６記載のシステム。
10. 材料層の堆積後に堆積厚を走査するための検査チャンバを含む、請求項６記載のシステム。
11. 監視システムの走査方法であって、
    回転する静電チャックを含むプラットフォーム上に基板を提供する工程と、
    基板の走査を実行する工程と、
    基板上に材料層を堆積させる工程と、
    材料層の堆積厚さを監視する工程と、
    堆積厚さのエラー又は基板内の欠陥に基づいて警告を生成する工程を含む方法。
12. 基板の走査を実行する工程は、光反射システム、Ｘ線システム、レーザシステム、カメラシステム、又はそれらの組み合わせで走査を実行する工程を含む、請求項１１記載の方法。
13. 堆積厚さを監視する工程は、基板を検査チャンバに搬送する工程を含む、請求項１１記載の方法。
14. 堆積厚さを監視する工程は、中心位置とエッジ位置を走査する工程を含む、請求項１１記載の方法。
15. 堆積厚さを監視する工程は、光反射システムで走査する工程を含む、請求項１１記載の方法。