监控系统、薄膜沉积系统和薄膜产品的制造方法技术方案

本发明专利技术提供一种监控系统、薄膜沉积系统和薄膜产品的制造方法，该监控系统具有上监控组件和下监控组件中的一者或者两者，所述上监控组件布设在沉积腔室的外部上方，所述下监控组件布设在所述沉积腔室的外部下方；所述上监控组件用于监测所述沉积腔室中正在制造的薄膜产品的正面上的反射率和/或透射率；所述下监控组件用于监测所述薄膜产品的背面上的反射率和/或透射率；其中，所述上监控组件和/或所述下监控组件所监测到的反射率和/或透射率用于在线调整所述沉积腔室的沉积工艺参数。由此能够实现薄膜沉积工艺的在线监控，并根据监控结果实时调整沉积工艺参数，最终提高空白掩模版等薄膜产品的良率和生产效率，降低生产成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
监控系统、薄膜沉积系统和薄膜产品的制造方法


[0001]本专利技术涉及集成电路制造
，特别涉及一种监控系统、薄膜沉积系统和薄膜产品的制造方法。

技术介绍

[0002]光刻掩模版是微电子集成电路制造中光刻工艺所使用的图形模版，主要由二部分组成：透明基板和遮光层(为不透明的)。在其制作过程中，透明基板上依次全覆盖相应的遮光层和光阻层形成光刻掩模版的空白掩膜版，通过激光或电子束直写空白掩膜版以对其光阻层进行曝光，并在对曝光的光阻层进行显影之后，以及以该光阻层为掩模，对其不透明的遮光层进行刻蚀等操作后，可以在空白掩膜版的透明基板上形成掩模图形(对应设计的电路图案)，由此获得了具有电路图案的光刻掩模版，之后借助该光刻掩模版对硅片基板进行光刻胶涂覆、曝光、显影和相应膜层的刻蚀等工艺，可以将光刻掩模版上的图形转印到硅片基板上。
[0003]因此，作为半导体和平板显示(FPD)等半导体产品制造过程中转移电路图形“底片”的高精密模具，光刻掩模版是半导体制程中非常关键的一环，其精密程度直接关系到半导体和平板显示产品的质量。而空白掩模版的性能直接会影响光刻掩模版的精密程度。
[0004]现有技术中，空白掩模版上的遮光层的制作工艺，通常是将透明基板引入设置了溅射目标的真空室(即沉积腔室)中，并通过反应溅射在透明基板上形成不透光的遮光层。通常对于空白掩模版的要求是：在工作光波长下，光密度(optical density，OD)大于3，从遮光层表面入射的方向，反射率为10％左右，从透明基板底面入射的方向，反射率小于30％。因此为了达到这个要求，空白掩模版的遮光层通常由二层或三层膜组成，例如请参考图1，空白掩模版的遮光层104包括自下而上依次层叠在透明基板100上的：遮光膜或减反膜101、遮光膜或减反膜102以及遮光膜或减反膜103。其中，遮光膜通常为Cr或MoSi遮光材料，减反膜通常为含有N、O、C中的一种或多种元素的遮光材料。
[0005]工业界通常用溅射等物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)法沉积空白掩模版的遮光层所需的多层膜)，其中，沉积遮光层的减反膜的过程中会向沉积腔室中通氩气和如O2、N2、NO、CO等工艺气体。而且为了提高效率，空白掩模版的遮光层所需的这些不同的膜通常连续生产。一般在空白掩模版出腔后，通过品质控制(Quality Control，QC)测试，才能确认空白掩模版的最终性能是否符合要求。
[0006]但是实际情况下，沉积腔室的真空度、反应气体流量、靶材使用等等因素，均会影响遮光层的各层膜的形成质量和特性。这是因为：一方面，遮光层的多膜层的成膜过程中，各层膜的组分是一个连续变化的过程，另一方面，不同的工艺气流将会影响各层膜材料的光学性能(折射率n和消光系数k)。而不同膜层，对折射率和消光系数要求不一样。比如，请结合图1，对于具有三层膜结构的遮光层，假设沉积过程中，使得遮光膜或减反膜101具有最佳折射率n＝sqrt(n1*n2)且消光系数k合适,n1为透明基板100的折射率，n2为遮光膜或减反膜101的折射率，则需要进一步使得遮光膜或减反膜103的折射率合适且消光系数k越大越
好，遮光膜或减反膜102的折射率n越大越好且消光系数合适。
[0007]但是，目前空白掩模版的遮光层沉积工艺中没有在线监控(又称为“实时监控”或“在位监控”)，只依赖于沉积设备的控制稳定性来控制沉积的遮光层的性能，严重限制了空白掩模版的良率和生产效率的提高以及生产成本的降低。
[0008]而且上述问题也存在于空白掩模版以外的其他薄膜产品的制造过程中。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种监控系统、薄膜沉积系统和薄膜产品的制造方法，能够对薄膜沉积工艺进行在线监控，并根据在线监控结果在线调整沉积工艺参数，进而提高薄膜产品的良率和生产效率，并降低生产成本。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供一种监控系统，用于在线监控薄膜沉积工艺，其包括布设在沉积腔室的外部的上监控组件和/或下监控组件，所述上监控组件用于监测所述沉积腔室中正在制造的薄膜产品的正面上的反射率和/或透射率；所述下监控组件用于监测所述薄膜产品的背面上的反射率和/或透射率；
[0011]其中，所述上监控组件和所述下监控组件所监测到的反射率和透射率中的至少一个，用于在线调整所述沉积腔室的沉积工艺参数。
[0012]可选地，所述上监控组件包括：
[0013]第一上反射单元，用于将所述沉积腔室顶部上方入射的上光束反射到所述薄膜产品的正面上。
[0014]可选地，所述上监控组件还包括：
[0015]上反射监测单元，用于接收所述薄膜产品正面上所反射的上光束的上光束，以监测所述薄膜产品正面上的反射率；和/或，
[0016]上透射监测单元，用于监测所述薄膜产品对入射到背面上的下光束的透射率。
[0017]可选地，所述上监控组件还包括第二上反射单元，用于接收所述薄膜产品正面上所反射的上光束并将所述上光束反射到所述上反射监测单元中。
[0018]可选地，所述下监控组件包括：
[0019]第一下反射单元，用于将从所述沉积腔室底部下方入射的下光束反射到所述薄膜产品的背面上。
[0020]可选地，所述下监控组件还包括：
[0021]下反射监测单元，用于接收所述薄膜产品背面上所反射的下光束，以监测所述薄膜产品的背面上的反射率；和/或，
[0022]下透射监测单元，用于监测所述薄膜产品对入射到正面上的上光束的透射率。
[0023]可选地，所述下监控组件还包括第二下反射单元，用于接收所述薄膜产品背面上所反射的下光束，并将所述下光束反射到所述下反射监测单元中。
[0024]可选地，所述上监控组件还包括上探测光源，所述上探测光源用于在所述沉积腔室的顶部上方发出监控所需的上光束，所述下监控组件还包括下探测光源，所述下探测光源用于在所述沉积腔室的底部下方发出监控所需的下光束；或者，所述上监控组件和所述下监控组件共用同一探测光源，所述的监控系统还包括分束器，用于将所述同一探测光源发出的探测光分束成上光束和下光束，所述上光束经所述上监控组件的反射后入射到所述
薄膜产品的正面上，所述下光束经所述下监控组件的反射后入射到所述薄膜产品的背面上。
[0025]可选地，所述沉积腔室的顶部设有上透明区域，所述上透明区域用于方便所述上光束的入射、反射穿出及下光束的透射穿出；和/或，所述沉积腔室的底部设有下透明区域，所述下透明区域用于方便所述下光束的入射、反射穿出及上光束的透射穿出。
[0026]可选地，所述薄膜产品具有位于最底层的透明基板，所述沉积腔室对应于所述上透明区域和所述下透明区域的室壁均为透明壁；所述透明壁和所述透明基板的材质均为透明玻璃，或者，所述透明壁的材质为透明玻璃，所述透明基板的材质为透明树脂。
[0027]可选地，所述薄膜产品底部直接放置在所述下透明区域的透明壁的表面上；
[0028]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种监控系统，用于在线监控薄膜沉积工艺，其特征在于，包括布设在沉积腔室的外部的上监控组件和/或下监控组件，所述上监控组件用于监测所述沉积腔室中正在制造的薄膜产品的正面上的反射率和/或透射率；所述下监控组件用于监测所述薄膜产品的背面上的反射率和/或透射率；其中，所述上监控组件和所述下监控组件所监测到的反射率和透射率中的至少一个，用于在线调整所述沉积腔室的沉积工艺参数。2.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述上监控组件包括：第一上反射单元，用于将所述沉积腔室顶部上方入射的上光束反射到所述薄膜产品的正面上。3.如权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述上监控组件还包括：上反射监测单元，用于接收所述薄膜产品正面上所反射的上光束的上光束，以监测所述薄膜产品正面上的反射率；和/或，上透射监测单元，用于监测所述薄膜产品对入射到背面上的下光束的透射率。4.如权利要求3所述的监控系统，其特征在于，所述上监控组件还包括第二上反射单元，用于接收所述薄膜产品正面上所反射的上光束并将所述上光束反射到所述上反射监测单元中。5.如权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述下监控组件包括：第一下反射单元，用于将从所述沉积腔室底部下方入射的下光束反射到所述薄膜产品的背面上。6.如权利要求5所述的监控系统，其特征在于，所述下监控组件还包括：下反射监测单元，用于接收所述薄膜产品背面上所反射的下光束，以监测所述薄膜产品的背面上的反射率；和/或，下透射监测单元，用于监测所述薄膜产品对入射到正面上的上光束的透射率。7.如权利要求6所述的监控系统，其特征在于，所述下监控组件还包括第二下反射单元，用于接收所述薄膜产品背面上所反射的下光束，并将所述下光束反射到所述下反射监测单元中。8.如权利要求1
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7中任一项所述的监控系统，其特征在于，所述上监控组件还包括上探测光源，所述上探测光源用于在所述沉积腔室的顶部上方发出监控所需的上光束，所述下监控组件还包括下探测光源，所述下探测光源用于在所述沉积腔室的底部下方发出监控所需的下光束；或者，所述上监控组件和所述下监控组件共用同一探测光源，所述的监控系统还包括分束器，用于将所述同一探测光源发出的探测光分束成上光束和下光束，所述上光束经所述上监控组件的反射后入射到所述薄膜产品的正面上，所述下光束经所述下监控组件的反射后入射到所述薄膜产品的背面上。9.如权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述沉积腔室的顶部设有上透明区域，所述上透明区域用于方便所述上光束的入射、反射穿出及下光束的透射穿出；和/或，所述沉积腔室的底部设有下透明区域，所述下透明区域用于方便所述下光束的入射、反射穿出及上光束的透射穿出。10.如权利要求9所述的监控系统，其特征在于，所述薄膜产品具有位于最底层的透明基板，所述沉积腔室对应于所述上透明区域和所述下透明区域的室壁均为透明壁；所述透
明壁和所述透明基板的材质均为透明玻璃，或者，所述透明壁的材质为透明玻璃，所述透明基板的材质为透明树脂。11.如权利要求9所述的监控系统，其特征在于，所述薄膜产品底部直接放置在所述下透明区域的透明壁的表面上；或者，所述沉积腔室在所述下透明区域处还设有一空心箱体，所述空心箱体的底壁为所述透明壁，所述空心箱体的顶部具有透光开口，所述薄膜产品放置到所述透光开口上后将所述空心箱体封闭；或者，所述沉积腔室在所述下透明区域的底壁内凹形成一载台，所述载台的顶部为所述透明壁，所述薄膜产品放置在所述透明壁的表面上。12.如权利要求8所述的监控系统，其特征在于，所述薄膜产品为空...

【专利技术属性】
技术研发人员：林岳明，
申请(专利权)人：上海传芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：