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Gebiet der vorliegenden Offenbarung
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Im
Allgemeinen betrifft vorliegende Offenbarung das Gebiet der Herstellung
von Mikrostrukturelementen und betrifft insbesondere Techniken zur Verbesserung
der Produktausbeute durch Verringern der Defektrate, die durch Metallkontamination
in den diversen Prozessstadien während
der Herstellung komplexer Mikrostrukturen, etwa integrierter Schaltungen
und dergleichen, hervorgerufen wird.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten dazu,
diese bei hoher Qualität und
geringem Preis anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute und
die Prozesseffizienz zu verbessern, um damit die Herstellungskosten
zu minimieren. Dies gilt insbesondere auf dem Gebiet der Herstellung
von Mikrostrukturen, die eine komplexe Struktur besitzen, etwa moderne
integrierte Schaltungen, da es hier wesentlich ist, modernste Technologie
mit Massenproduktionstechniken zu kombinieren. Es ist daher das
Ziel der Hersteller von Mikrostrukturen, den Verbrauch von Rohmaterialien
und Verbrauchsmaterialien zu verringern, während gleichzeitig die Prozessanlagenauslastung
verbessert wird. Der zuletzt genannte Aspekt ist besonders wichtig,
da in modernen Halbleiterfertigungsstätten Anlagen erforderlich sind,
die sehr kostenintensiv sind und den wesentlichen Teil der gesamten
Produktionskosten repräsentieren.
Folglich führt
eine hohe Anlagenauslastung in Verbindung mit einer hohen Produktausbeute,
d. h. mit einem großen
Verhältnis von
Bauteilen mit guter Qualität
zu fehlerhaften Bauteilen, zu einer erhöhten Rentabilität.
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Komplexe
Mikrostrukturen, etwa integrierte Schaltungen, werden typischerweise
in automatisierten oder halbautomatisierten Fertigungsstätten hergestellt,
wobei sie eine sehr große
Anzahl an Prozess- und Messschritten bis zur Fertigstellung des Bauelements
durchlaufen. Die Anzahl und die Art der Prozessschritte und Messschritte,
die ein Halbleiterbauelement zu durchlaufen hat, hängt von
den Gegebenheiten des herzustellenden Bauelements ab. Beispielsweise
enthält
ein typischer Prozessablauf für eine
integrierte Schaltung, die als ein repräsentatives Bauelement einer
komplexen Mikrostruktur betrachtet werden kann, mehre re Photolithographieschritte, um
ein Schaltungsmuster für
eine spezielle Bauteilschicht in eine Lackschicht abzubilden, die
nachfolgend strukturiert wird, um eine Lackmaske herzustellen, die
in weiteren Prozessen zur Herstellung von Bauteilstrukturelementen
in der betrachteten Bauteilschicht verwendet wird, beispielsweise
für das Ätzen, Implantieren,
Abscheiden, Polierprozesse und dergleichen. Somit wird Schicht auf
Schicht eine Vielzahl an Prozessschritten auf der Grundlage eines
speziellen lithographischen Maskensatzes für die diversen Ebenen des spezifizierten
Bauelements durchgeführt.
Z. B. erfordert eine moderne CPU mehrere 100 Prozessschritte, wovon
jeder innerhalb spezifizierter Prozessgrenzen auszuführen ist,
um die Spezifikationen für
das betrachtete Bauelement zu erfüllen. Da viele dieser Prozesse
sehr kritisch sind, muss eine Vielzahl an Messschritten ausgeführt werden,
um in effizienter Weise den Prozessablauf zu steuern. Typische Messprozesse
beinhalten die Messung der Schichtdicke, das Bestimmen von Abmessungen
kritischer Strukturelemente, etwa der Gatelänge von Transistoren, das Messen
von Dotierstoffprofilen, das Messen der Anzahl, der Größe und der
Art von Defekten und schließlich
der elektrischen Eigenschaften, die den Beitrag der Vielzahl von
Prozessstufen repräsentieren,
und die schließlich
darüber entscheiden,
ob ein Bauelement ein funktionsmäßiges Bauelement
oder ein fehlerhaftes Bauelement ist.
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In
einer Halbleiterfertigungsstätte
werden typischerweise mehrere unterschiedliche Produktarten gleichzeitig
bearbeitet, etwa Speicherchips mit unterschiedlichem Aufbau und
Speicherkapazität,
CPU's mit unterschiedlichem
Aufbau und Arbeitsgeschwindigkeit und dergleichen, wobei die Anzahl
unterschiedlicher Produktarten 100 oder mehr in Produktionsstätten für die Herstellung
von ASIC's (anwendungsspezifische
IC's) erreichen
kann. Da jeder der unterschiedlichen Produktarten einen speziellen
Prozessablauf erfordert, sind unterschiedliche Maskensätze für die Lithographie,
spezielle Einstellungen in den diversen Prozessanlagen, etwa Abscheideanlagen, Ätzanlagen,
Implantationsanlagen, CMP(chemisch-mechanische Polier-)Anlagen,
Messanlagen und dergleichen erforderlich. Folglich kann der Prozessablauf
in der Fertigungsstätte äußerst komplex sein,
da viele Wiederholprozesse, d. h. Prozesse mit wiederholter Anwendung
der gleichen Prozessanlagen während
unterschiedlicher Fertigungsphasen einer speziellen Produktart,
und viele vorhersehbare und nicht vorhersehbare Ereignisse während der Fertigungsprozesse
und den diversen Messprozessen auftreten.
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Auf
Grund der zunehmenden Verringerung der Strukturgrößen der
Schaltungselemente, etwa der Gatelänge von Feldeffekttransistoren
und dergleichen, müssen
eine Vielzahl von genauer festgelegten Prozessgrenzen und Spezifikationen
während des
komplexen Fertigungsprozesses erfüllt werden, um die erforderliche
Funktionsfähigkeit,
Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit
der endgültigen
Halbleiterbauelemente zu erreichen. Eine deutliche Abweichung von
diesen präzise
festgelegten Spezifikation, was durch eine beliebige Art an Prozessschwankungen,
Kontaminationen und dergleichen hervorgerufen werden kann, besitzt
einen direkten Einfluss auf die schließlich erreichten Bauteilparameter,
etwa das Gesamtleistungsverhalten von Schaltungselementen, die Zeitdauer
bis zum elektrischen Durchschlag, Fehler, die durch Elektromigration
hervorgerufen werden, und dergleichen. Beispielsweise sind Metallkontaminationen,
die in entsprechenden dielektrischen und/oder halbleitenden Bereichen
von Halbleiterbauelementen erzeugt werden, schon während früherer Jahre
in der mikroelektronischen Industrie ein Problem. Beispielsweise
führt die
Anwesenheit von Metallkontaminationen in Halbleiterbereichen zu zusätzlichen
elektronischen Zuständen
in der Bandlücke
des entsprechenden Halbleitermaterials, wodurch beispielsweise die
Lebensdauer von Minoritätsladungsträgern verringert
wird, und dergleichen. Des weiteren kann der Einbau von Metallkontaminationsstoffen
in empfindliche dielektrische Bereiche, etwa dielektrische Gatematerialien,
das dielektrische Verhalten dieser Materialien beträchtlich
verändern, wodurch
zu größeren Leckströmen beigetragen
wird. Entsprechende Auswirkungen sind noch starker ausgeprägt in modernsten
Halbleiterbauelementen, in denen entsprechende dielektrische Materialien
die physikalischen Grenzen erreichen, wobei lediglich einige wenige
Atomschichten für
anspruchsvolle dielektrische Materialien vorgesehen sind. In ähnlicher Weise
führt der
Einbau unerwünschter
Metallsorten in dotierte Halbleiterbereiche zu einem modifizierten pn-Übergangsverhalten,
wodurch ebenfalls zu erhöhten
Diodenleckströmen
beigetragen wird, die wiederum zu dynamischen und statischen Leckströmen beitragen.
Aus diesem Grunde werden große
Anstrengungen unternommen, um den Grad der Metallkontamination über den
gesamten Fertigungsprozessablauf hinweg zu überwachen, insbesondere wenn gut
leitende Metalle, etwa Kupfer, zunehmend in modernen Halbleiterbauelementen
eingesetzt werden. Bekanntlich diffundiert Kupfer effizient in einer
Vielzahl von dielektrischen Materialien, etwa Siliziumdioxid und
dergleichen, und auch in Silizium, wobei selbst geringe Mengen an
Kupfer einen wesentlichen Einfluss auf das gesamte Leistungsverhalten
des Bauelements ausüben,
wie zuvor erläutert
ist.
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Die
Problematik der Metallkontamination wird weiter verschlimmert durch
die Tatsache, dass Prozessanlagen, etwa Prozessanlagen zum Ausführen nasschemischer
Behandlungen, etwa dem Ätzen,
der Lackentfernung und dergleichen, während diverser Phasen des gesamten
Prozessablaufs im Hinblick auf eine Besserung der gesamten Prozessanlagenauslastung
verwendet werden, wie dies zuvor erläutert ist. Beispielsweise müssen während vieler
Phasen des gesamten Fertigungsablaufs Lackmaterialien aufgebracht,
strukturiert und als Maske für Ätzprozesse,
Implantationsprozesse und dergleichen verwendet werden, wobei ein
nachfolgendes Entfernen der Lackmaske auf der Grundlage plasmagestützter oder
nasschemischer Ätzprozesse
bewerkstelligt wird. In ähnlicher
Weise müssen
in vielen Phasen des gesamten Prozessablaufs anspruchsvolle Reinigungsprozesse,
beispielsweise zum Entfernen von organischen Kontaminationsstoffen,
Teilchen und dergleichen, ausgeführt
werden, etwa auf der Grundlage nasschemischer Behandlungen, während in
anderen Fällen
Oberflächenbereiche
der Substrate auf der Grundlage nasschemischer Ätzchemien zu strukturieren
sind. Auch in diesem Falle wird die gleiche Prozessanlage während sehr
unterschiedlicher Phasen in dem gesamten Fertigungsablauf eingesetzt,
wodurch zu einer erhöhten
Wahrscheinlichkeit zum Einführen
unerwünschter
Metallsorten in die entsprechenden Prozesskammern und/oder Prozessflüssigkeiten,
die zum Einrichten der geeigneten Prozessumgebung verwendet werden,
beigetragen wird. Um den Status der diversen Prozessanlagen und
auch der in diesen Anlagen zu bearbeitenden Substrate zu überwachen,
werden entsprechende Messungen regelmäßig ausgeführt, um Metallsorten zu erfassen,
die in den diversen Prozesskammern und Prozessflüssigkeiten vorhanden sind.
Zu diesem Zweck wurden anspruchsvolle Überwachungstechniken entwickelt,
etwa TXRF (Röntgenstrahlfluoreszenz
mit Totalreflektion), ICMS (induktiv gekoppelte Massenspektrometrie)
und dergleichen. Beispielsweise wird in einem TXRF-Messprozess ein
glatter Oberflächenbereich
eines Testsubstrats der Einwirkung eines sondierenden Röntgenstrahls
ausgesetzt, der unter einem kleinem Winkel einfällt, woraus sich im Wesentlichen
eine Totalresektion des eintreffenden Strahls ergibt. Andererseits werden
Atome in der Nähe
der Oberfläche
durch den Röntgenstrahl
angeregt, wodurch eine entsprechende Sekundärstrahlung hervorgerufen wird,
die von einem Halbleiterdetektor erfasst wird, wodurch charakteristische
Spektren ermöglicht
werden, die das Erkennen der Art und der Menge von charakteristischen
Metallsorten ermöglichen.
Um die Empfindlichkeit dieser Messtechnik weiter zu erhöhen, wird die
Probenoberfläche
in geeigneter Weise durch Dampfphasenverlegung aufbereitet, in der
die Probenoberfläche
auf der Grundlage von Flusssäure
behandelt wird, wodurch Oberflächenoxid
der Probenscheibe zusammen mit entsprechenden Me tallkontaminationsstoffen
aufgelöst
wird. Die resultierenden Tröpfchen,
die auf der Probenoberfläche
kondensieren, werden dann weiter durch TXRF analysiert, wodurch
eine bessere Empfindlichkeit erreicht wird. In anderen Fällen werden
die resultierenden Tröpfchen verdampft
und werden mittels Spektrometrie analysiert, wobei eine noch bessere
Empfindlichkeit erreicht wird, während
jedoch der Aufwand im Hinblick auf das Reparieren der Probe und
das Vorbereiten der gesamten Messprozedur im Vergleich zu den oben
erläuterten
Röntgenstrahlmesstechniken
erhöht
ist. Auf diese Weise kann ein Überblick über die verschiedenen
Metalle, etwa Kadmium, Cer, Aluminium, Blei, Kupfer und dergleichen
für die
entsprechenden Prozessflüssigkeiten,
die in den Prozessanlagen eingesetzt werden, erhalten werden. Für das Ermitteln
relativer Messergebnisse in Bezug auf die Metallkontamination erfordert
die Dampfphasenzerlegung in Verbindung mit dem nachfolgenden eigentlichen Analysevorgang
einen hohen Aufwand im Hinblick auf eine Verzögerung zur Ermittlung der Messergebnisse
und auch im Hinblick auf die Herstellungskosten auf Grund des Erfordernisses
für Probenscheiben
und hinsichtlich eines großen
Aufwandes auf Seite der Prozessingenieure.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation betrifft die vorliegende Offenbarung
Systeme und Techniken, in denen die Metallkontamination in Prozessanlagen
effizient überwacht
wird, während
eines oder mehrere der oben erkannten Probleme vermieden oder zumindest
in der Auswirkung verringert wird.
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Überblick über die Offenbarung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung Techniken und Systeme,
in denen Information in Bezug auf die Metallkontamination von Prozessanlagen,
die für
die Herstellung von Mikrostrukturbauelementen, etwa Halbleiterbauelementen,
eingesetzt werden, „insitu” bzw. Prozesse
gewonnen wird, indem ein anlageninternes Sensorsystem bereitgestellt
wird. D. h., in anschaulichen hierin offenbarten Aspekten wird ein
geeignet gestaltetes Sensorsystem oder zumindest ein entsprechendes
Sensorbauelement oder ein empfindlicher Bereich davon so angeordnet,
dass eine Prozessumgebung und/oder eine entsprechende Prozessflüssigkeit oder
ein anderes Vorstufenmaterial, etwa Prozessgase, die zum Einrichten
der Prozessumgebung verwendet werden, so verwendet werden, dass
diese mit dem Sensorsystem oder einem Bereich davon in Wechselwirkung
treten, um damit eine geeignete Reaktion zu erhalten, die das Ausmaß der Metallkontamination
angibt. Beispielsweise werden eine oder mehrere Prozessflüssigkeiten,
die in Prozessanlagen eingesetzt werden, die zur Bearbeitung von
Mikrostrukturbauelementen oder Halbleiterbauelementen ausgebildet
sind, auf der Grundlage eines anlageninternen Sensorsystems überwacht,
indem eine Änderung
beispielsweise der Induktivität,
der Kapazität und
dergleichen erfasst wird, die durch eine entsprechende Änderung
der Menge an Metallsorten gerufen wird, die in den entsprechenden
Prozessflüssigkeiten
enthalten sind. In anderen anschaulichen hierin offenbarten Aspekten
werden andere moderat schnelle Analysetechniken in Verbindung mit
dem anlageninternen Sensorsystem bereitgestellt, wodurch ebenfalls
die Möglichkeit
geschaffen wird, Information im Hinblick auf die Metallkontamination
mit einer geringeren zeitlichen Verzögerung und deutlich geringerem
Aufwand im Hinblick auf die beteiligten Fachleute zu erzeugen.
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Eine
anschauliche hierin offenbarte Prozessanlage umfasst eine Prozesskammer,
die ausgebildet ist, ein Substrat zur Herstellung von Mikrostrukturbauelementen
in Position zu halten, wobei die Prozesskammer ferner ausgebildet
ist, eine chemische reaktive Prozessumgebung zu erzeugen. Die Prozessanlage
umfasst ferner eine Sensoreinrichtung, die so positioniert ist,
dass eine Metallkontamination in der Prozessumgebung und/oder in
einem Vorstufenmaterial, das zum Einrichten der Prozessumgebung
verwendet wird, erfasst wird. Schließlich umfasst die Prozessanlage
ferner eine Steuereinheit, die mit der Sensoreinrichtung verbunden
und ausgebildet ist, eine Anlage bereitzustellen, die mit einem Grad
an Metallkontamination der Prozessumgebung und/oder des Vorstufenmaterials
korreliert ist.
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Ein
anschauliches hierin offenbartes Verfahren betrifft das Überwachen
der Metallkontamination in einer Halbleiterprozessanlage. Das Verfahren
umfasst das Aussetzen einer Sensoreinrichtung in der Halbleiterprozessanlage
der Einwirkung einer Prozessumgebung und/oder einer oder mehreren
Prozessfluiden, die zum Einrichten der Prozessumgebung verwendet
werden. Des weiteren umfasst das Verfahren das Gewinnen eines Sensorssignals
von der Sensoreinrichtung, wobei das Sensorsignal einen Grad an
Metallkontamination der Prozessumgebung und/oder der einen oder
der mehreren Prozessfluide angibt. Ferner wird der Grad an Metallkontamination
auf der Grundlage des Sensorsignals angegeben.
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Ein
noch weiteres anschauliches hierin offenbartes Verfahren umfasst
das Bearbeiten mehrerer Substrate in einer Prozessanlage, die in
einer Fertigungsumgebung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, Mikrostrukturbauelemente über den
mehreren Substraten herzustellen. Des weiteren umfasst das Verfahren
das Erhalten von Prozessstatusinformation aus der Prozessanlage
von einem anlageninternen Sensorsystem, wobei die Prozessstatusinformation
mit einem Grad an Metallkontamination der mehreren Substrate, die
durch die Prozessanlage hervorgerufen wird, korreliert ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird, in denen:
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1a schematisch
eine Prozessanlage zum Bearbeiten von Mikrostrukturbauelementen, etwa
Halbleiterbauelementen zeigt, wobei ein in-situ-Sensorsystem bzw.
ein anlageninternes Sensorsystem zum Erhalten von Information über der
Metallkontamination in der Prozessanlage gemäß anschaulicher Ausführungsformen
vorgesehen ist;
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1b schematisch
die Prozessanlage mit einer in-situ-Sensoreinrichtung zeigt, die
ausgebildet ist, eine Frequenzantwort in Abhängigkeit des Grades an Metallkontamination
zu ändern,
beispielsweise durch Ändern
einer Kapazität
gemäß anschaulicher
Ausführungsformen;
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1c schematisch
die Prozessanlage zeigt, in der das in-situ-Sensorsystem ein variables induktives
Element zum Erhalten einer Frequenzantwort in Abhängigkeit
von dem Grad der Metallkontamination gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen
aufweist;
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1d schematisch
die Prozessanlage gemäß noch weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
zeigt, in denen eine Sensoroberfläche so positioniert ist, dass
diese mit einer Prozessumgebung in Wechselwirkung tritt, um Information über den
Grad an Metallkontamination zu erhalten;
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1e schematisch
die Prozessanlage zeigt, in der die in-situ-Sensoreinrichtung eine
Sensoroberfläche
aufweist, die von einem Röntgenstrahl gemäß noch weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
sondiert wird; und
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1f schematisch
einen Graphen darstellt, der die Antwort eines in-situ-Sensorsystems über eine
ausgedehnte Prozesszeitdauer gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
repräsentiert.
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Detaillierte Beschreibung
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Obwohl
die vorliegende Offenbarung mit Bezug zu den Ausführungsformen
beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung
sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte beachtet werden,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Offenbarung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich
beispielhaft die angefügten
Patentansprüche
dar.
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Im
Allgemeinen stellt der hierin offenbarte Gegenstand Systeme und
Verfahren bereit, um Information über den Grad an Metallkontamination
während
der Bearbeitung von Substraten für
die Herstellung von Mikrostrukturbauelementen in sehr effizienter
Weise bereitzustellen, indem ein Sensorsystem oder zumindest eine
Sensoreinrichtung innerhalb einer Prozessanlage vorgesehen wird.
Für diesen Zweck
wird eine Sensoreinrichtung oder zumindest ein Teil davon so positioniert,
dass eine Wechselwirkung mit der Prozessumgebung in der Prozessanlage,
etwa einer nasschemischen Prozessumgebung, einer plasmaunterstützten Gasprozessumgebung und
dergleichen, stattfindet, beispielsweise während der Bearbeitung von Substraten
oder zumindest während
eines speziellen Anlagenzustands, um damit Information über den
Grad an Metallkontamination mit einer geringeren Verzögerung und
unter einer geringeren Mitwirkung eines Bedieners bereitzustellen,
wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird, den Kontaminationszustand der Prozessanlage mit
einer gewünschten
zeitlichen Auflösung
zu beobachten. In anderen anschaulichen Ausführungsformen werden zusätzlich zur Überwachung
des Status der Metallkontamination der Prozessumgebung auch spezielle Prozessfluide,
etwa Flüssigkeiten
und dergleichen im Hinblick auf die Metallkontamination überwacht,
wodurch ebenfalls eine wertvolle Information in Bezug auf den gesamten
Kontaminationszustand der Prozessanlage und somit der entsprechenden
Substrate, die in der Anlage während
der diversen Fertigungsphasen bearbeitet werden, bereitgestellt
wird. Das anlageninterne Sensorsystem kann in einer beliebigen geeigneten
Konfiguration vorgesehen werden, die über die gewünschte Wechselwir kung zwischen
der Prozessumgebung und/oder den Prozessfluiden und einem empfindlichen
Bereich sorgt, wovon zumindest eine Eigenschaft in Abhängigkeit
von der Menge und/oder der Art der Metallkontaminationsstoffe variiert.
Beispielsweise können
sich elektromagnetische Eigenschaften von Sensorkomponenten, etwa
Kapazität,
Induktivität,
eine Kombination davon, in Abhängigkeit
von der Anwesenheit von Metallkontaminationsstoffen ändern, wodurch
eine effiziente Erfassung der entsprechenden elektrischen Eigenschaft
möglich
ist, indem beispielsweise die Frequenzantwort eines Schwingkreises
und dergleichen überwacht
wird. Beispielsweise kann die anlageninterne Sensoreinrichtung einen
Kondensator mit zumindest einem Sensor aufweisen, der die Gesamtkapazität des Sensorkondensators
bei Kontakt mit der Prozessumgebung und/oder den entsprechenden
Prozessfluiden beeinflusst. In anderen Fällen kann sich bei Einwirkung
der Prozessumgebung und/oder der Prozessfluide die Induktivität eines
induktiven Elements ändern,
das auf der Grundlage einer geeignet gestalteten Bewertungsschaltung
erfasst werden kann, beispielsweise indem die Frequenzantwort des
induktiven Elements, etwa im Hinblick auf eine sich ändernde
Phase, Resonanz, Amplitude und dergleichen, bewertet wird.
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In
anderen anschaulichen Ausführungsformen,
wie sie hierin offenbart sind, können
gut etablierte Messtechniken, beispielsweise TXRF-Techniken, eingesetzt
werden, um eine geeignet positionierte Sensoroberfläche mit
einem Röntgenstrahl
zu sondieren. In diesem Falle wird die Antwort der Sensoroberfläche mittels
eines geeigneten Detektors erfasst, wobei entsprechende Messergebnisse
innerhalb von einigen Minuten erhalten werden können, was dennoch mit einer
in-situ-Messtechnik vereinbar sein kann. Beispielsweise kann die
entsprechende Sensoroberfläche
zeitweilig der Prozessumgebung ausgesetzt werden, während ein
oder mehrere Substrate bearbeitet werden, und das Sondieren der Sensoroberfläche wird
ausgeführt,
nachdem die Sensoroberfläche
von der Prozessumgebung getrennt wird. Auch in diesem Falle können in-situ-Messergebnisse
mit geringer Verzögerung
erhalten werden, wobei die entsprechende Messgenauigkeit ausreichend
ist, um den Verlauf eines Kontaminationsstatus der betrachteten
Prozessanlage zu überwachen.
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Folglich
kann eine linieninterne Einrichtung zur Überwachung der Metallkontamination
in modernen Halbleiterprozessanlagen, etwa nasschemischen Prozessanlagen
und dergleichen, vorgesehen werden, wodurch ein im Wesentlichen
kontinuierliches Überwachen
möglich
ist, während
gleichzeitig die Herstellungskosten verringert werden, indem komplexe
Dampfphasenzerlegungstechniken vermieden werden. Eine entsprechende Überwachung der
Metallkontamination von Prozessanlagen über ausgedehnte Zeitdauern
kann äußerst vorteilhaft
im Zusammenhang mit komplexen Fertigungsabläufen sein, in denen die gleiche
Prozessanlage während
diverser Fertigungsphasen eingesetzt wird, da in diesen Situationen
die Wahrscheinlichkeit des Erzeugens von Metallkontaminationen sehr
hoch ist, wobei das im Wesentlichen kontinuierliche Überwachen des
Kontaminationsstatus sogar eine Abschätzung möglicher Kontaminationsquellen
ermöglicht.
Somit können
entsprechende kontaminationserzeugende Prozessschritte effizienter
erkannt werden, wodurch noch besser zu einer höheren Prozesseffizienz, geringeren
Produktionskosten und einer erhöhten
Bauteilzuverlässigkeit
beigetragen wird.
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Mit
Bezug zu den begleitenden Zeichnungen werden nunmehr weitere anschauliche
Ausführungsformen
detaillierter beschrieben.
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1a zeigt
schematisch einen Teil einer Fertigungsumgebung 150, die
als eine Umgebung zu verstehen ist, die mehrere Prozessanlagen aufweist, wovon
der Einfachheit halber lediglich eine einzelne Prozessanlage 100 dargestellt
ist, und wobei mehrere Prozessanlagen auf der Grundlage entsprechender
Prozessrezepte betrieben werden, um Mikrostrukturbauelemente, etwa
Halbleiterbauelemente herzustellen. Beispielsweise repräsentiert
die Fertigungsumgebung 150 eine Produktionslinie für das Herstellen
von integrierten Schaltungen, in denen Schaltungselemente, etwa
Transistoren, und dergleichen, eingebaut sind mit kritischen Abmessungen von
ungefähr
50 nm und weniger. Somit wird in der Fertigungsumgebung 150 ein
Gesamtfertigungsablauf 151 ausgeführt, in welchem Substrate,
etwa Halbleiterscheiben und dergleichen, eine Vielzahl von Prozessanlagen
durchlaufen, etwa Lithographieanlagen, Ätzanlagen, Implantationsanlagen,
Abscheideanlagen und dergleichen, um damit die Mikrostrukturbauelemente
in einem gewünschten
Fertigungszustand zu erhalten, wie dies auch zuvor erläutert ist.
In dem Fertigungsablauf 151 repräsentiert die Prozessanlage 100 eine
Prozessanlage, die während
diverser Punkte des Ablaufs 151 eingesetzt wird, so dass
das entsprechende zu bearbeitende Substrat Mikrostrukturbauelemente
in unterschiedlichen Phasen des Fertigungszustands repräsentiert und
damit grundsätzliche
Prozessschritte durchlaufen hat und mit unterschiedlichen Materialien
in Kontakt gekommen ist. Wie zuvor erläutert ist, werden in modernsten
Halbleiterbauelementen zunehmend neue Materialien vorgesehen, beispielsweise
in Bezug auf Gatedielektrika, aufwendige Metallisierungssysteme
und dergleichen, so dass die Möglichkeit des
Einführens
von kontaminierenden Sorten und auch die Möglichkeit zum Erzeugen kontaminierter emp findlicher
Materialien deutlich höher
ist, so dass eine gründliche Überwachung
von Kontaminationsmechanismen, insbesondere in wiederholt verwendeten
Prozessanlagen, etwa der Prozessanlage 100, zu einer insgesamt
besseren Prozesseffizienz und schließlich zu einer höheren Produktzuverlässigkeit beiträgt. In einigen
anschaulichen Ausführungsformen
repräsentiert
die Prozessanlage 100 eine Anlage zum Erzeugen einer reaktiven
Prozessumgebung 101, beispielsweise auf der Grundlage von
Prozessflüssigkeiten,
etwa Säuren,
Basen und dergleichen. Z. B. repräsentiert die Prozessanlage 100 eine
nasschemische Reinigungs- oder Ätzanlage,
in der die reaktive Umgebung 101 auf der Grundlage reaktiver Prozessflüssigkeiten
zum Ätzen
von Materialien, Entfernen von Lackmaterialien und dergleichen eingerichtet
wird. Beispielsweise wird die reaktive Umgebung 101 auf
der Grundlage von Flüssigkeiten
eingerichtet, die für
die Bearbeitung einer Vielzahl von Substraten verwendet werden,
wobei zunehmend Metallkontaminationsstoffe sich ansammeln, etwa auf
Grund des Kontakts mit Substraten während unterschiedlicher Fertigungsphasen,
die Komponenten der Prozessanlage 100, etwa einem Substrathalter 102 oder
Oberflächenbereiche 103s einer
Prozesskammer 103, und dergleichen kontaminieren. Beim Zuführen eines
Prozessfluids 104 zu der Prozesskammer 103 kann
somit eine entsprechende Kontamination auftreten, beispielsweise
während
des Bewahrens des Prozessfluids 104 innerhalb der Prozesskammer 103 und/oder
beim Kontakt entsprechender Komponenten der Anlage 100,
wobei sich diese Metallkontaminationen schließlich auf einem Substrat 105 absetzen
können,
das der Einwirkung der Umgebung 101 ausgesetzt ist. Des
weiteren umfasst die Prozessanlage 100 eine anlageninterne Sensoreinrichtung 110,
die ausgebildet ist, mit der Prozessumgebung 101 und/oder
dem Prozessfluid 104 in Wechselwirkung zu treten, um damit
eine entsprechende Information im Hinblick auf den Grad an Metallkontamination
der Prozessanlage 100 bereitzustellen. Zu diesem Zweck
ist die anlageninterne Sensoreinrichtung 110 mit einer
Steuereinheit 111 verbunden, die ausgebildet ist, um zumindest
ein Signal von der Einrichtung 110 zu erhalten und eine
Angabe bereitzustellen, die mit einem Grad an Kontamination der
Anlage 100 korreliert ist. Z. B. besitzt die anlageninterne
Sensoreinrichtung 110, die auch als eine in-situ-Sensoreinrichtung
bezeichnet werden kann, zumindest eine Eigenschaft, entsprechend
der Menge und/oder der Art der Metallsorte, die in der Umgebung 101 und/oder
Fluid 104 vorhanden ist, variiert. Zu diesem Zweck kann
eine empfindliche Oberfläche
in der Einrichtung 110 vorgesehen sein, die so positioniert
ist, dass diese zumindest zeitweilig mit der Umgebung 101 und/oder
dem Fluid 104 in Kontakt ist. In anderen Fällen umfasst
die Sensoreinrichtung 110 ein geeignet gestaltetes System
aus Leitungen, um damit Umwälzsystem
einzurichten, wobei zumindest ein Teil des Leitungssystems als ein „Detektor” zum Erhalten
von Information über
den Grad an Metallkontamination Prozessflüssigkeit verwendet wird, die
in dem entsprechenden Kreislaufsystem zirkuliert. Zu diesem Zweck
wird ein Prozessfluid von einem entsprechenden Reservoir innerhalb
der Prozesskammer 101 durch das Kreislaufsystem der Einrichtung 110 gepumpt,
wobei ein Teil des Leitungssystems als ein „Metalldetektor” verwendet
wird, was durch gut etablierte Techniken bewerkstelligt werden kann,
etwa Metalierfassungssysteme wie sie auch in der Nahrungsmittelindustrie
und dergleichen verwendet werden.
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Während des
Betriebs der Prozessanlage 100 in der Umgebung 150 wird
das Substrat 105 in der Kammer 103 angeordnet,
d. h. auf der Substrathalterung 102 und, abhängig von
dem speziellen Prozessrezept, wird die Prozessumgebung 101 eingerichtet.
Vor, während
und/oder nach der Bearbeitung des Substrats 105 wird das
anlageninterne Sensorsystem 110 ebenfalls der Einwirkung
der Umgebung 101 und/oder der Einwirkung des Prozessfluids 104 ausgesetzt,
so dass entsprechende kontaminationsbezogene Information durch Verwendung
der Steuereinheit 111 ermittelt werden kann. Da das anlageninterne
Sensorsystem 110 eine im Wesentlichen „kontinuierliche” Überwachung
oder zumindest eine Überwachung
mit einer feinen Zeitauflösung
ermöglicht,
kann eine Änderung
des Metallkontaminationsstatus der Anlage 100 für diverse
Substrate während
unterschiedlicher Fertigungsphasen ermittelt werden, wodurch eine
Korrelation der Metallkontamination mit der entsprechenden Fertigungsphase ermöglicht wird.
Somit können
wesentliche Quellen er Metallkontamination, d. h. entsprechende
Fertigungsphasen der Substrate 105, erkannt werden, indem
ein merklicher Anstieg der Metallkontamination nach der Bearbeitung
mehrer Substrate 105 entsprechend der betrachteten Fertigungsphase
erkannt wird.
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1b zeigt
schematisch die Prozessanlage 100 gemäß anschaulicher Ausführungsformen,
in denen die anlageninterne Sensoreinrichtung 110 ein kapazitives
Element 112 aufweist, dessen Kapazität bei Wechselwirkung mit der
Prozessumgebung 101 und/oder des Fluids 104 in
Abhängigkeit
von dem Grad der Metallsorte, die vorhanden ist, variiert. Beispielsweise
wird das kapazitive Element 112 so positioniert, dass das
Prozessfluid 104 als ein Kondensatordielektrikum wirkt,
in welchem eine variierende Zusammensetzung, d. h. ein variierender
Anteil an Metallsorten, zu einer entsprechenden Änderung der Permittivität und somit
der Kapazität
des Elements 112 führt.
Beim Ansteuern des kapazitiven Elements 112 auf der Grundlage
eines geeigneten Signals, das eine Vielzahl unterschiedlicher Frequenzkomponenten
beinhalten kann, kann die Antwort des Elements 112 durch
die Steuer einheit 111 erfasst und verwendet werden, um
die aktuell ermittelte Permittivität und somit Kapazität des Elements 112 zu
bestimmen. Beispielsweise enthält
die Steuereinheit 111 eine induktive Komponente 113,
die zusammen mit dem kapazitiven Element 112 einen Schwingkreis
bildet, dessen Resonanzverhalten somit von der Kapazität des Elements 112 und
somit von der Permittvität
und damit den Grad an Metallkontamination des Prozessfluids 104 abhängt. Während des
Betriebs der Anlage 100 wird während einer geeigneten Phase,
d. h. vor dem Empfangen des Substrats 105, während der
Bearbeitung des Substrats 105 oder nach dem Bearbeiten
des Substrats 105, wird das Elemente 112 mit Fluid 104 zumindest
für eine
spezifizierte Zeitdauer in Kontakt gebracht und die Steuereinheit 111 liefert
das frequenzabhängige
Signal. Beispielsweise wird ein Oszillator 114 mit dem
Element 112 gekoppelt, um damit den Schwingkreis, der durch
die Komponenten 113, 112 gebildet ist, mit unterschiedlichen
Frequenzen anzuregen, wobei eine oder mehrere der folgenden Komponenten,
d. h. die Phase, die Amplitude, die Impedanz und dergleichen, durch
die Steuereinheit 111 überwacht
wird, um damit die frequenzabhängige
Antwort des Elements 112 zu überwachen. Es sollte beachtet
werden, dass geeignete Referenzdaten erzeugt werden können, etwa
auf Basis des Elements 112, wenn dieses in einen guten
definierten Zustand im Hinblick auf dessen Metallkontamination vorliegt,
und dergleichen. Somit kann eine erforderliche Messvariable, die
die Änderung
der Permittivität des
Kondensatordielektrikums und somit die Änderung des Maßes an Metallkontamination
angibt, überwacht
werden und kann als Angabe des Grades an Metallkontamination verwendet
werden.
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Es
sollte beachtet werden, dass das kapazitive Element 112 auch
in Verbindung mit elektronischen Schaltungen, etwa einem Oszillator
zur Speicherung von Ladung auf den Kondensator 112 bei unterschiedlichen
Frequenzen verwendet werden kann, da typischerweise die Permittivität einer
Prozessflüssigkeit
oder Fluid 104 von der Frequenz abhängt, und der der Kondensator 112 betrieben
wird und somit entsprechende Ergebnisse für eine Vielzahl unterschiedlicher
Frequenzen erhalten werden kann, wodurch die Gesamtgenauigkeit der
Messergebnisse verbessert wird. Auf Grund der gesteigerten Genauigkeit,
die auf der Grundlage der mehreren Frequenzkomponenten erreich wird,
können
auch kleine Schwankungen der Permittivität bei den diversen Frequenzen
mit erhöhter
Genauigkeit bestimmt werden, wodurch ebenfalls die Genauigkeit der
Bewertung des Grades an Metallkontamination gesteigert wird. In
anderen anschaulichen Ausführungsformen
wird die Komponente 112 mittels einer großen Anzahl
an Frequenzkomponenten gleichzeitig „sondiert”, bei spielsweise indem ein
Delta-ähnlicher
Impuls angelegt und die Frequenzantwort der Komponente 112,
beispielsweise durch anspruchsvolle Digitalsignalverarbeitungstechniken
und dergleichen, wodurch ein hohes Maß an Empfindlichkeit der Einrichtung 110 im
Hinblick auf die Metallkontamination erreicht wird.
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1c zeigt
schematisch die Prozessanlage 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen,
in denen die anlageninterne Sensoreinrichtung 110 eine
aktive Komponente 115 aufweist, wobei die Permeabilität der induktiven
Komponente 115 bei Wechselwirkung mit der Prozessumgebung 101 und/oder
der Prozessflüssigkeit 104 sich ändert. Somit
ist auch in diesem Falle die Steuereinheit 111 in geeigneter
Weise ausgebildet, um die Komponente 115 mit geeigneten
Signalen anzusteuern, um damit die frequenzabhängige Antwort der Komponente 115 zu
erfassen, die wiederum von Änderung
der Permeabilität
und somit von dem Vorhandensein entsprechender Metallsorten abhängt. Beispielsweise
kann die induktive Komponente 115 ein Teil eines Schwingkreises
sein, dessen Schwingverhalten daher von dem Grad an Metallkontamination
abhängt und
in effizienter Weise durch die Steuereinheit 111 erfasst
werden kann, ähnlich
wie dies auch mit Bezug zu 1b beschrieben
ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass die anlageninternen Sensoreinrichtungen 110,
wie sie mit Bezug zu den 1a bis 1c beschrieben
sind, so positioniert werden, dass sie in permanenten Kontakt sind,
zumindest während
eines Betriebsmodus der Anlage 100, während in anderen Fällen die
Einrichtung 110 oder zumindest ein Teil davon mit der Umgebung 101 und/oder
dem Prozessfluid 104 für
eine vorbestimmte Zeitdauer in Kontakt gebracht wird, beispielsweise
zum Wechselwirken und Messen, während
danach die Einrichtung 110 in eine definierte Position
oder einen Zustand gebracht wird, um eine Referenzmessung zu ermöglichen,
so dass Störungen
und Rauschen unterdrückt
werden. Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung 110 von
der Umgebung 101 und/oder dem Prozessfluid 104 abgekoppelt
werden, wodurch unterschiedliche Bedingungen geschaffen werden,
die gut definierte Referenzbedingungen repräsentieren können. Zu diesem Zweck kann
beispielsweise der Kontakt zu dem Prozessfluid 104, wenn
dieses in Form einer Flüssigkeit
bereitgestellt wird, unterbrochen werden, wodurch die Gesamtpermittivität häufig verringert
wird, wenn beispielsweise das kapazitive Element 112 betrachtet wird,
wodurch eine Messung der Komponente 112 in einem Zustand
ohne Einfluss einer Metallkontamination ermöglicht wird, wodurch ein geeignetes
Referenzsignal bereitgestellt wird, das in geeigneter Weise dem
zuvor ermittelten Signal überlagert
wird oder einem Signal, das erhalten wird, wenn die Komponente 112 mit
der Prozessflüssigkeit 104 in
Kontakt ist. Auf diese Weise kann die Einrichtung 110 als
eine Referenzanordnung dienen, wodurch eine deutliche Verringerung
von bauteilspezifischen Verschiebungen oder Schwankungen möglich ist,
die ansonsten den eigentlichen Messergebnissen überlagert sind.
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1d zeigt
schematisch die Prozessanlage 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen,
in denen die anlageninterne Sensoreinrichtung 110 eine
Sensoroberfläche 110s aufweist,
die in geeigneter Weise so ausgebildet ist, dass diese mit der Umgebung 101 in
Wechselwirkung tritt, die eine Gasumgebung sein kann, etwa eine
plasmaunterstützte Ätzumgebung
und dergleichen, wobei die Anwesenheit einer Metallsorte für eine Modifizierung der
Senderoberfläche 110s sorgt.
Beispielsweise besitzt die Oberfläche 110s darauf oder
darin ausgebildet eine geeignete leitende Struktur, die als eine
Induktivität
oder als ein Kondensator oder beides dient, wobei eine Abscheidung
oder ein Einbau einer Metallsorte zu einer Änderung der entsprechenden
elektronischen oder magnetischen Eigenschaften führt, wie dies auch zuvor mit
Bezug zu den 1b und 1c erläutert ist.
Folglich kann durch geeignetes Ansteuern der Einrichtung 110 mittels
der Steuereinheit 111 eine Abschätzung des Grades an Metallkontamination
erreicht werden, wobei ähnliche
Prozessbedingungen für
die Sensoroberfläche 110s im
Vergleich zu dem Substrat 105 erreicht werden, so dass der
tatsächliche
Kontaminationsstatus des Substrats 105 auf der Grundlage
des Status der Oberfläche 110s ermittelt
werden kann. Wenn somit keine Mittel zum Entfernen der Oberflächenkontaminationsstoffe von
der Sensoroberfläche 110s in
der Prozessanlage 110 vorgesehen sind, kann der zeitliche
Verlauf der akkumulierten Metallkontamination mittels der Einrichtung 110 überwacht
werden, wobei die angesammelte Metallkontamination die Bedingungen
an dem Substrat 105 mit einem hohen Maß an Authentizität wiedergibt,
da die Oberfläche 110s nahe
an dem entsprechenden Substrat 105, das in der Anlage 110 bearbeitet
wird, angeordnet werden kann. Ferner kann die entsprechende Oberflächenkonfiguration
der Oberfläche 110s so
gestaltet sein, dass selbst eine geringe Abscheidung einer Metallsorte
für eine
deutliche Änderung
der entsprechenden elektrischen oder magnetischen Eigenschaften
sorgt, so dass auch eine Metallkontamination in Gasumgebungen überwacht
werden kann.
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1e zeigt
schematisch die Prozessanlage 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen,
in denen die anlageninterne Sensoreinrichtung 110 die Oberfläche 110s auf weist,
die in geeigneter Weise so aufbereitet ist, dass eine Sondierung
der Oberfläche 110s mittels
eines sondierenden Strahls 116 möglich ist. Beispielsweise ist
die Sensoroberfläche 110s eine
Siliziumoberfläche
oder eine andere geeignete glatte Materialschicht, die mehr oder
minder mehr inert ist in Bezug auf eine Prozessumgebung 101 und/oder
die Prozessfluide 104, um damit für im Wesentlichen konstante
Oberflächenbedingungen
für eine
Vielzahl von Messungen zu sorgen. Des weiteren weist die Sensoreinrichtung 110 einen Detektor 110a,
beispielsweise einen Halbleiterdetektor, der an einer geeigneten
Stelle innerhalb der Prozesskammer 103 oder außerhalb
davon angeordnet ist, um eine von zumindest einem Teil der Sensoroberfläche 110s bei
einer Reaktion auf den sondierenden Strahl 116 ausgesandten
Strahlung zu empfangen. Beispielsweise kann der sondierende Strahl 116 in
Form eines Röntgenstrahles
bereitgestellt werden, der auf die Oberfläche 110s unter einem
sehr geringen Einfallswinkel auftritt, etwa 0,1 bis 0,5 Grad, wodurch
die Bedingung für
Totalreflektion erfüllt
ist, die somit eine geeignete Reaktion von Atomen in und an der
Oberfläche 110s ermöglicht,
wie dies auch zuvor mit Bezug zu der TXRF-Technik erläutert ist. Somit können die
entsprechenden Signale des Detektors 110a der Steuereinheit 111 zugeführt werden,
die somit die Menge und/oder die Art der Metallkontaminationsstoffe,
die in der Oberfläche 110s eingebaut sind,
bestimmt. Wie zuvor erläutert
ist, können
entsprechende TXRF-Messungen innerhalb von wenigen Minuten oder
weniger ausgeführt
werden, so dass ein entsprechender Grad an Kontamination während der
Bearbeitung von lediglich einigen Substraten 105 ermittelt
werden kann, wodurch die gewünschte
geringe Verzögerung
der Messergebnisse erreicht wird. Es sollte beachtet werden, dass
bei Bedarf der eigentliche Messprozess, d. h. das Zuführen des
sondierenden Strahls 116 und das Ermitteln der entsprechenden
Reaktion des Detektors 110a unter gut definierten Bedingungen
ausgeführt
werden kann, beispielsweise durch Abtrennen der Einrichtung 110 von
der Umgebung 101, was durch Schließen eines Verschlusses und
dergleichen bewerkstelligt werden kann. In anderen Fällen wird
die Sensoroberfläche 110s zeitweilig
mit einer Prozessflüssigkeit,
beispielsweise durch Eintauchen der Oberfläche 110s in die Flüssigkeit,
in Kontaktgebracht und anschließend
wird der eigentliche Messprozess durchgeführt, etwa möglicherweise in Verbindung
mit einer Oberflächenaufbereitung
und dergleichen, die abgetrennt von der Umgebung 101 ausgeführt werden kann,
wodurch der gesamte Prozessdurchsatz der Anlage 100 im
Wesentlichen nicht negativ beeinflusst wird.
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1f zeigt
schematisch den Verlauf der Messergebnisse, die durch die anlageninterne
Sensoreinrichtung 110 während
eines speziellen Prozesszeitintervalls erhalten werden. Wie gezeigt,
repräsentiert
die horizontale Achse eine Messung der akkumulierten Prozesszeit,
etwa die Anzahl der in der Anlage 100 bearbeiteten Substrate
und dergleichen. Die vertikale Achse repräsentiert eine Angabe für den Grad
an Metallkontamination, beispielsweise eine Verschiebung einer Resonanzfrequenz,
eine Intensität
eines spezifischen Bereichs eines Spektrums, und dergleichen. Wie
gezeigt, kann bei einer Zunahme der akkumulierten Prozesszeit auch
der Grad an Metallkontamination zunehmen, da beispielsweise die
mehreren kontaminierten Substrate in der betrachteten Prozessanlage
bearbeitet werden. Auf Grund der im Wesentlichen „kontinuierlichen” Überwachung
des Grades an Kontamination kann ein geeigneter Schwellwert, der
als T bezeichnet ist, im Voraus definiert werden und kann einen maximalen
zulässigen
Grad an Metallkontamination der betrachteten Prozessanlage angeben.
Bei Annnäherung
oder Überschreitung
des Schwellwerts T werden geeignete Maßnahmen ergriffen, beispielsweise
das Abschalten der entsprechenden Prozesskammer für eine Wartung
und dergleichen, um damit Metallkontaminationen zu entfernen, bevor
die Prozessanlage für
die weitere Bearbeitung von Substraten weiter verwendet wird. Es
sollte beachtet werden, dass andere Strategien auf der Grundlage
des ermittelten Grades an Metallkontamination angewendet werden
können,
um die gesamte Prozesseffizienz zu verbessern. Wie zuvor erläutert ist,
können
entsprechende Quellen für
eine erhöhte
Kontamination ermittelt werden, beispielsweise auf der Grundlage
eines ausgeprägten
Anstieges, wie dies durch das Intervall S angegeben ist, wenn der
entsprechende Anstieg mit einer Bearbeitung spezifizierte Substrate korreliert
ist, die eine spezielle Fertigungsphase durchlaufen haben. Wenn
beispielsweise die betrachtete Prozessanlage für nasschemische Lackabtragungsfertigungsphasen
eingesetzt wird, kann eine deutliche Zunahme entsprechend dem Zeitintervall
S auf ein hohes Maß an
Metallkontamination vor dem entsprechenden Lackabtragungsprozess
hinweisen, wenn im Wesentlichen Substrate während des Intervalls S bearbeitet
wurden, die diesen speziellen Lackabtragungsprozess entsprechen.
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Es
gilt also: Die vorliegende Offenbarung stellt Prozessanlagen und
Verfahren bereit, in denen die Metallkontamination einer Prozessanlage
in einer sehr effizienten Weise mittels einer anlageninternen Sensoreinrichtung
oder einer in-situ-Sensoreinrichtung überwacht wird, ohne dass anspruchsvolle
und komplexe Probenpräparationsprozeduren
erforderlich sind, etwa Dampfphasenzerlegungstests und dergleichen.
Auf Grund der anlageninternen Natur der Messungen kann eine im Wesentlichen
kontinuierliche Überwachung
erreicht werden, d. h. Messergebnisse werden mit kleineren Messzeiten
im Vergleich zu konventionellen Strategien und mit geringerer Zeitverzögerung erreicht,
so dass eine „Vollzeitinspek tion” der Prozessanlagen
eingerichtet werden kann. Somit können insbesondere Prozessanlagen, die
für die
Bearbeitung von Substraten während
unterschiedlicher Fertigungsphasen eingesetzt werden, mit hoher
Zuverlässigkeit überwacht
werden, wobei dennoch eng gesetzte Prozessgrenzen im Hinblick auf
die Metallkontamination der Substrate in jeder der diversen Fertigungsphasen
angewendet werden können.
Daher wird eine erhöhte
Flexibilität
bei der Gestaltung der Fertigungsabläufe und bei der Disponierung
der Substrate in komplexen Halbleiterfertigungsstätten erreicht,
da eine spezielle Anlagenzuordnung nicht in so strengem Maße erforderlich
ist auf Grund der „kontinuierlichen” Metallkontaminationsüberwachung.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Offenbarung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung lediglich für
anschauliche Zwecke gedacht und soll dem Fachmann die Art und Weise
des Ausführens
der hierin offenbarten Prinzipien vermitteln. Selbstverständlich sind
die hierin gezeigten und beschriebenen Formen als die gegenwärtig bevorzugten
Ausführungsformen
zu betrachten.