DE102016100066A1 - Akustische Messung eines lichten Abstands in einer Fertigungsausrüstung - Google Patents

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Abstract

Es werden ein System und ein Verfahren für die Bestimmung eines lichten Abstands zwischen einem Fertigungswerkzeug und einem Werkstück bereitgestellt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren das Aufnehmen eines Substrats in einem Werkzeug derart, dass dazwischen ein Spalt festgelegt ist. Ein Messwertgeber, der dem Spalt gegenüberliegend auf einer Bodenfläche des Substrats angeordnet ist, liefert ein akustisches Signal, das durch das Substrat hindurch geleitet wird. Der Messwertgeber empfängt auch ein erstes Echo von einer Deckfläche des Substrats aus, die den Spalt festlegt, und ein zweites Echo von einer Bodenfläche des Werkzeugs aus, die den Spalt weitergehend festlegt. Eine Breite des Spaltes wird auf Basis des ersten Echos und des zweiten Echos gemessen. In einigen derartigen Ausführungsformen ist die Bodenfläche des Werkzeugs eine untere Fläche einer Düse, und die Düse leitet eine Flüssigkeit oder ein Gas in den Spalt ein, während der Messwertgeber das erste und zweite Echo empfängt.

Description

  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Die Industrie für die Herstellung integrierter Halbleiterschaltungen (IC) hat ein schnelles Wachstum erfahren. Im Verlauf der Entwicklung von ICs hat sich die funktionale Dichte (d. h. die Anzahl der untereinander verbundenen Bauelemente pro Chipfläche) generell vergrößert, während sich die geometrische Abmessung (d. h. die kleinste Komponente (oder Zuleitung), die unter Verwendung eines Fertigungsprozesses hergestellt werden kann) verkleinert hat. Dieser Prozess des Herunterskalierens ist wegen der Erhöhung der Produktivität und der Verringerung der damit verbundenen Kosten generell von Vorteil. Mit einem derartigen Herunterskalieren ist jedoch auch die Komplexität beim Entwurf und bei der Herstellung von Vorrichtungen, welche diese ICs einbeziehen, angestiegen, und zur Umsetzung dieser Fortschritte werden ähnliche Entwicklungen in der Bauelementfertigung benötigt.
  • Lediglich als ein Beispiel wird bei vielen Fertigungsschritten ein bestimmter Teil eines Fertigungswerkzeugs einbezogen, der in eine unmittelbare Nähe eines Maskensubstrats, eines Halbleitersubstrats oder eines anderen Werkstücks gelangt. Ein Kontakt mit dem Werkstück kann jedoch katastrophal sein. Um den Sachverhalt noch weiter zu komplizieren, können die Verbesserungen in den Fertigungsprozessen absichtlich oder unbeabsichtigt mit sich bringen, dass sich ein vorstehender Teil des Werkzeugs näher an das Werkstück heranbewegt. Zum Beispiel kann eine Fluiddüse näher an ein Werkstück heranbewegt werden, um besser zu steuern, wo das Fluid aufgetragen wird, und um Blasen, Wirbel oder andere Fluidinstabilitäten zu vermindern.
  • Selbst wenn der Prozess unverändert bleibt, kann die Entwicklung zu größeren Halbleitersubstraten und Maskensubstraten hin Probleme mit sich bringen. In dieser Hinsicht sind 300-mm-Wafer üblich geworden, da sie eine gleichzeitige Fertigung von mehr Schaltkreisen ermöglichen, und für die Zukunft sind größere Wafer in Vorbereitung. Ebenso nehmen die Maskengrößen zu, um die Qualität der Merkmale zu steigern. Diese größeren Werkstücke können sich jedoch leichter verformen als ihre kleineren Ausführungen, sie können weniger gleichförmig sein und können mehr Oberflächenfehler aufweisen. Beliebige dieser Faktoren können die Gefahr eines unbeabsichtigten Kontakts mit einem Fertigungswerkzeug erhöhen. Größere Werkstücke können auch bruchempfindlicher sein, was eine Berührung gefährlicher macht.
  • Obwohl die herkömmlichen Techniken zur Messung und Kontrolle des lichten Abstands zwischen einem Fertigungswerkzeug und einem Werkstück im Allgemeinen ausreichend gewesen sind, gibt es dennoch das Potenzial für zukünftige Verbesserungen. Werkzeuge mit einer präziseren Steuerung des Abstands zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück können das Auftreten und die Stärke von Berührungsereignissen verringern. Außerdem können diese Steuerungen, sobald sie eingerichtet sind, verwendet werden, um andere Aspekte des Fertigungsprozesses zu messen und zu steuern. Aus diesen und anderen Gründen können zusätzliche Verbesserungen bei der Messung und Werkzeugsteuerung bedeutende Verbesserungen im Fertigungsprozess insgesamt liefern.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die vorliegende Offenbarung ist am besten anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung zu verstehen, wenn sie mitsamt den beigefügten Figuren gelesen wird. Es wird hervorgehoben, dass im Einklang mit der üblichen Vorgehensweise in der Industrie die verschiedenartigen Merkmale nicht maßstabsgerecht gezeichnet sind. Tatsächlich können die Abmessungen der verschiedenartigen Merkmale aus Gründen der Verständlichkeit der Darlegungen beliebig vergrößert oder verkleinert worden sein.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Reinigungsvorrichtung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung.
  • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens für eine Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Fertigungswerkzeugs, welches das Verfahren zur Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung ausführt.
  • 4 ist eine weitere Querschnittsansicht des Fertigungswerkzeugs, welches das Verfahren zur Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung ausführt.
  • 5 ist eine weitere Querschnittsansicht des Fertigungswerkzeugs, welches das Verfahren zur Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung ausführt.
  • 6 ist eine weitere Querschnittsansicht des Fertigungswerkzeugs, welches das Verfahren zur Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung ausführt.
  • 7 ist eine grafische Darstellung eines Spannungsantwortsignals eines Messwertgebers über der Zeit gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht eines Rotationsbeschichtungssystems gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung.
  • 9 ist eine weitere Querschnittsansicht des Rotationsbeschichtungssystems gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung.
  • 10 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens für eine Filmdickemessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen. der vorliegenden Offenbarung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die nachfolgende Offenbarung betrifft im Allgemeinen die IC-Bauelementherstellung und insbesondere eine verbesserte Technik, um den lichten Abstand zwischen einem Teil eines Fertigungswerkzeugs und einem Werkstück zu kontrollieren.
  • Die nachfolgende Offenbarung stellt viele unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele für die Realisierung unterschiedlicher Merkmale der Offenbarung bereit. Nachfolgend werden spezielle Beispiele für Komponenten und Anordnungen beschrieben, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Selbstverständlich sind das lediglich Beispiele, und sie sind nicht zur Einschränkung gedacht. Zum Beispiel kann das Ausbilden eines ersten Merkmals über oder auf einem zweiten Merkmal in der nachfolgenden Beschreibung Ausführungsformen umfassen, bei denen das erste und zweite Merkmal in einem direkten Kontakt ausgebildet werden, und es kann auch Ausführungsformen umfassen, bei denen zwischen dem ersten und zweiten Merkmal zusätzliche Merkmale derart ausgebildet werden können, dass das erste und zweite Merkmal nicht in einem direkten Kontakt sein können. Außerdem können sich in der vorliegenden Offenbarung in den verschiedenartigen Beispielen Bezugsziffern und/oder Zeichen wiederholen.
  • Diese Wiederholung dient der Vereinfachung und Übersichtlichkeit und ergibt von sich aus keine Beziehung zwischen den verschiedenartigen erörterten Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
  • Ferner können hier räumliche Relationsbegriffe, wie z. B. ”darunter liegend”, ”unten”, ”unterer”, ”darüber liegend”, ”oberer” und dergleichen, der Einfachheit der Beschreibung halber verwendet werden, um die Beziehung eines Bestandteils oder Merkmals zu einem anderen Bestandteil oder Merkmal (anderen Bestandteilen oder Merkmalen) gemäß Darstellung in den Figuren zu beschreiben. Die räumlichen Relationsbegriffe sind dazu gedacht, verschiedene Ausrichtungen des Bauelements im Einsatz oder beim Betrieb zusätzlich zu der Ausrichtung zu umfassen, die in den Figuren wiedergegeben ist. Wenn das Bauelement in den Figuren zum Beispiel herumgedreht wird, würden Bestandteile, die bezüglich anderer Bestandteile oder Merkmale als ”unten” oder ”darunter liegend” beschrieben werden, dann ”über” den anderen Bestandteilen oder Merkmalen liegen. Somit kann das Begriffsbeispiel ”unten” sowohl eine Lage darüber als auch darunter einbeziehen. Die Vorrichtung kann auf eine andere Weise ausgerichtet (90 Grad oder in andere Richtungen gedreht) werden, und die hier verwendeten relativen räumlichen Kennzeichnungen können ebenfalls dementsprechend interpretiert werden.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft die Fertigung eines integrierten Halbleiterbauelements. Mit Bezugnahme auf 1 wird ein Beispiel für ein Werkzeug beschrieben, das bei der Fertigung eines integrierten Halbleiterschaltkreises eingesetzt werden kann. Diesbezüglich ist 1 eine Querschnittsansicht einer Reinigungsvorrichtung 100 gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung. Der Deutlichkeit und der Einfachheit der Darlegung halber sind einige Bestandteile der Figur vereinfacht und einige Bestandteile der Figur vergrößert dargestellt worden.
  • Die Reinigungsvorrichtung 100 reinigt ein festgehaltenes Substrat 102, indem eine Flüssigkeit und/oder ein Gas auf das Substrat 102 gerichtet werden, um Partikel und andere Verunreinigungen zu entfernen. Die Reinigungsvorrichtung 100 weist einen Teil auf, der dem Substrat 102 während des Reinigungsvorgangs sehr nahe kommt. Zum Beispiel kann der Teil eine oder mehrere Düsen (z. B. eine Flüssigkeitsdüse 104 und eine Gasdüse 106) umfassen. In vielen Ausführungsformen wird der freie Raum oder Abstand zwischen den Düsen 104 und 106 und dem Substrat 102 sorgfältig kontrolliert, sodass die Düsen das Substrat 102 nicht berühren. Im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Techniken wird in der Reinigungsvorrichtung 100 eine akustische Messung verwendet, um den lichten Abstand zu kontrollieren, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Diese Technik kann in Echtzeit ausgeführt werden, während der Reinigungsvorgang abläuft, ohne dass irgendeine Düse oder die Oberfläche des Substrats 102, das gereinigt wird, berührt wird.
  • Nachfolgend werden nun die Bestandteile der Reinigungsvorrichtung 100 ausführlicher beschrieben. Die Reinigungsvorrichtung 100 nimmt ein Substrat 102 auf, das ein Beispiel für ein beliebiges Werkstück ist, das mittels der Reinigungsvorrichtung 100 zu bearbeiten ist. Das Substrat 102 kann zum Beispiel eine fotolithografische Maske für die Schaltkreisfertigung, ein Halbleitersubstrat und/oder irgendein anderes geeignetes Substrat für irgendeine andere geeignete Anwendung sein. In verschiedenartigen Beispielen umfasst ein Maskensubstrat 102 Kalk-Natron-Glas, Kieselglas, Quarzglas und/oder Calciumfluorid (CaF2) mit einem darauf abgeschiedenen lichtabsorbierenden Material, wie z. B. Chrom. Ein reflektierendes Maskensubstrat 102 kann auch eine mehrschichtige Reflexionsstruktur aufweisen. In weiteren Beispielen umfasst ein Halbleitersubstrat 102 einen Elementhalbleiter (ein einziges Element), wie z. B. Germanium in einer kristallinen Struktur, einen Verbindungshalbleiter, wie z. B. Silizium-Germanium, Siliziumcarbid, Gallium-Arsen, Galliumphosphid, Indiumphosphid, Indiumarsenid und/oder Indiumantimonid, ein Nicht-Halbleitermaterial und/oder Kombinationen derselben. Das Substrat 102 kann auch verschiedenartige Materialschichten aufweisen, die auf ihm ausgebildet sind. Die Reinigungsvorrichtung 100 kann einen Chuck 108 aufweisen, der in der Lage ist, das Substrat 102 festzuhalten. Der Chuck 108 kann irgendeinen Mechanismus zum Festhalten des Substrats 102 verwenden, wie z. B. körperliches Einspannen, Unterdruckhalterung, elektrostatische Anziehung und/oder einen anderen Festhaltemechanismus.
  • Die Reinigungsvorrichtung 100 kann eine oder mehrere Düsen (z. B. die Düsen 104 und 106) und zugehörige Versorgungsleitungen aufweisen, die an einer beweglichen Armatur 110 montiert sind. Die bewegliche Armatur 110 kann die Düsen aus dem Beschickungsweg heraus in eine ”Ruhe”-Stellung versetzen, wenn ein neues Substrat 102 befestigt wird, und sie kann die Düsen über das Substrat 102 bewegen, sobald das Substrat 102 eingespannt ist. In einigen Ausführungsformen ermöglicht die bewegliche Armatur 110 auch, dass die Düsen 104 und 106 während des Reinigungsprozesses an einem beliebigen Ort entlang des Substrats 102 positioniert werden. Die Düsen können Flüssigkeitszuführungsdüsen 104 umfassen, die in der Lage sind, ein flüssiges Material 112 auf das Substrat 102 zu lenken, und/oder Gasabgabedüsen 106, die in der Lage sind, ein Gas auf das Substrat 102 zu lenken. Geeignete Flüssigkeitszuführungsdüsen 104 zum Aufbringen eines flüssigen Materials 112 umfassen Honda-Megaschall-Puddle-Düsen wie auch die Megaschalldüsen im Allgemeinen, Strahlsprühdüsen, Immersions-Lithografie-Düsen usw.. Im Zusammenhang mit der Reinigungsvorrichtung 100 kann das flüssige Material 112 irgendeine geeignete Reinigungslösung, wie z. B. IPA (Isopropyl-Alkohol), Aceton, Wasser, andere Lösungsmittel und/oder Kombinationen derselben, umfassen, was zum Teil von dem Material des Substrats 102, der Beschaffenheit der zu beseitigenden Verunreinigungen und/oder anderen Faktoren abhängt. Natürlich verkörpert das flüssige Material 112 ein beliebiges Fluid, das auf ein Substrat 102 angewendet wird. In verschiedenartigen Ausführungsformen führen die Flüssigkeitszuführungsdüsen 104 im Ablauf der hier beschriebenen Technik ein flüssiges Material 112 zu, das Reaktionsmittel, Schutzhilfsmittel, Ätzmittel, aufgeschleuderte Materialien und/oder andere geeignete Materialien enthält.
  • Die Reinigungsvorrichtung 100 kann auf ähnliche Weise wie die Flüssigkeitszuführungsdüsen 104 eine oder mehrere Gasabgabedüsen 106 auf der Armatur 110 aufweisen, die dafür vorgesehen sind, Luft auf die Oberfläche des Substrats 102 zu lenken. Die Gasabgabedüsen 106 können Umgebungsluft, inerte Gase, wie z. B. Stickstoff, Argon und/oder Helium, Prozessgase oder beliebige andere geeignete Gase auf das Substrat 102 blasen. Während die Gase zugeführt werden, kann die bewegliche Armatur 110 die Gasabgabedüsen 106 über die Oberfläche des Substrats 102 hinweg schwenken, um das flüssige Material 112, die Partikel und/oder Verschmutzungssubstanzen wegzublasen. In einem Zusammenhang mit der Reinigung können die Gase, die von den Gasabgabedüsen 106 abgegeben werden, erhitzt werden, um die Viskosität und/oder das Verdampfen des flüssigen Materials 112 auf dem Substrat 102 zu steuern.
  • Obwohl Verfahren auf Berührungsbasis eingesetzt werden können, um einen Spalt 114 zwischen den Düsen und dem Substrat 102 zu vermessen, wenn die Reinigungsvorrichtung 100 nicht in Betrieb ist, kann das flüssige Material 112 oder das Gas derartige Techniken verhindern, wenn die Vorrichtung 100 reinigt. Eine gebräuchliche Technik umfasst zum Beispiel das Einführen einer Fühlerlehre in den Spalt 114, was während des Betriebes unmöglich sein kann. Tatsächlich ist selbst dann, wenn die Reinigungsvorrichtung 100 nicht in Betrieb ist, eine Beschädigung des Substrats 102 bei Verwendung einer Fühlerlehre möglich, solange das Substrat 102 vorhanden ist. Darüber hinaus weisen Offline-Messungen in vielen Ausführungsformen eine eingeschränkte Brauchbarkeit auf. Die Kraft des flüssigen Materials 112 oder des Gases kann die Düsen und das Substrat 102 auseinandertreiben, was die Breite des Spaltes 114 verändert.
  • Um diese und andere Probleme zu überwinden, ist die Reinigungsvorrichtung 100 in der Lage, eine akustische Messung des Spaltes zwischen den Düsen und dem Substrat 102 auszuführen. Zu diesem Zweck weist die Reinigungsvorrichtung 100 einen Messwertgeber 116, wie z. B. einen dielektrischen Ultraschall-Messwertgeber, auf, der an das Substrat 102 gekoppelt ist. Der Messwertgeber 116 strahlt eine akustische Energie ab, die sich nach außen durch das angekoppelte Substrat 102 hindurch ausbreitet. An jeder Materialgrenzfläche wird ein bestimmter Teil der akustischen Energie als ein Echo reflektiert. Diese Echos können vom Signalgeber 116 empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Durch Untersuchen des elektrischen Signals kann ein Signalverarbeitungshilfsmittel 118 der Reinigungsvorrichtung 100 die Echos, die durch eine oberste Fläche des Substrats 102 erzeugt wurden, und die Echos, die durch eine unterste Fläche der Düsen 104 und/oder 106 erzeugt wurden, ermitteln. Durch Analysieren der Echos bestimmt das Signalverarbeitungshilfsmittel 118 die Breite des Spaltes 114 zwischen diesen Flächen.
  • Der Messwertgeber 116 kann irgendeinen geeigneten akustischen Sender und/oder Empfänger umfassen und irgendeine geeignete Mittenfrequenz aufweisen. In verschiedenartigen Ausführungsformen umfasst der Messwertgeber 116 zum Beispiel einen Ultraschall-Messwertgeber, der eine Mittenfrequenz zwischen circa 5 MHz und circa 40 MHz (±10%) aufweist.
  • Der Messwertgeber 116 kann eine Messwertgeberschicht 120 aufweisen, die eine oder mehrere piezoelektrische Materialschichten, kapazitive Materialschichten oder andere geeignete Materialschichten umfasst. Um eine Phasenauslöschung des Signals an den Rändern der Messwertgeberschicht 120 zu verhindern, kann die Messwertgeberschicht 120 so ausgelegt werden, dass sie eine Dicke (senkrecht zum Substrat 102) aufweist, die ein ganzzahliges Vielfaches von λ/2 ist, wobei λ eine Mittenfrequenz des Messwertgebers 116 ist. Der Messwertgeber 116 kann auch ein Stützmaterial 122 aufweisen, das auf einer hinteren Fläche der Messwertgeberschicht 120 dem Substrat 102 gegenüber angeordnet ist. Da die Messwertgeberschicht 120 Energie abstrahlen kann, die vom Substrat 102 aus weggerichtet ist, kann das Stützmaterial 122 eingerichtet sein, diese Energie zu dämpfen oder sie zurück zum Substrat 102 hin zu reflektieren. Ein dämpfendes Stützmaterial 122 kann so ausgewählt werden, dass es eine akustische Impedanz aufweist, die ähnlich zu derjenigen der Messwertgeberschicht 120 ist, wohingegen ein reflektierendes Stützmaterial 122 ausgewählt werden kann, dass es eine akustische Impedanz aufweist, die die sich von derjenigen der Messwertgeberschicht 120 unterscheidet.
  • Der Messwertgeber 116 kann auch eine akustische Impedanzanpassungsschicht 124 aufweisen, die zwischen der Messwertgeberschicht 120 und dem Substrat 102 angeordnet ist und diese kontaktiert. Da ein abrupter Übergang der akustischen Impedanz zwischen der Messwertgeberschicht 120 und dem Substrat 102 die akustische Energie reflektieren und Echos erzeugen kann, kann die akustische Impedanzanpassungsschicht 124 dazu verwendet werden, den akustischen Übergang zu glätten. Das kann die Empfindlichkeit des Messwertgebers 116 verbessern und das Rauschen verringern, das durch unbeabsichtigte Echos verursacht wird. Dementsprechend kann die akustische Impedanzanpassungsschicht 124 eine akustische Impedanz aufweisen, die zwischen derjenigen der Messwertgeberschicht 120 und derjenigen des Substrats 102 liegt. In einer Ausführungsform weist die akustische Impedanzanpassungsschicht 124 eine akustische Impedanz auf, die im Wesentlichen gleich
    Figure DE102016100066A1_0002
    (±10%) ist, wobei ZMesswertgeber die akustische Impedanz der Messwertgeberschicht 120 und ZSubstrat die akustische Impedanz des Substrats 102 ist. Um eine Phasenauslöschung zu verhindern, kann die akustische Impedanzanpassungsschicht 124 so ausgelegt sein, dass sie eine Dicke (senkrecht zum Substrat 102) aufweist, die ein ganzzahliges Vielfaches von λ/4 ist, wobei λ eine Mittenfrequenz des Messwertgeber 116 ist. Geeignete Materialien für die akustische Impedanzanpassungsschicht 124 umfassen Polymere, Keramiken, Glase, Metalle, Verbundmaterialien und/oder andere geeignete Materialien. Die erhöhte Empfindlichkeit, die durch die akustische Impedanzanpassungsschicht 124 geliefert wird, ist besonders vorteilhaft, wenn der Spalt 114, der vermessen wird, mindestens zum Teil mit einem Gas (anstelle einer Flüssigkeit) gefüllt ist, weil Gase tendenziell die akustische Energie nicht ebenso gut leiten und schwächere Echos erzeugen.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Messwertgeber 116 an eine Armatur 126 gekoppelt und in der Lage, sich entlang der Rückseite des Substrats 102 zu bewegen. Die Armatur 126 kann dazu verwendet werden, den Messwertgeber 116 auf die Düse, die gemessen wird, auszurichten und die Düse bei ihrer Bewegung entlang des Substrats 102 zu verfolgen.
  • Die akustische Messung, die von der Reinigungsvorrichtung 100 oder einem anderen geeigneten Fertigungswerkzeug ausgeführt wird, wird mit Bezugnahme auf die 2–7 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm 200 eines Verfahrens für eine Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung. Es ist verständlich, dass vor, während und nach dem Verfahren 200 zusätzliche Schritte vorgesehen werden können und dass einige der beschriebenen Schritte für andere Ausführungsformen des Verfahrens 200 ersetzt oder weggelassen werden können. Die 3–6 sind Querschnittsansichten eines Fertigungswerkzeugs 300, welches das Verfahren zur Spaltvermessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung ausführt. In einigen Beispielen ist das Fertigungswerkzeug 300 die Reinigungsvorrichtung 100 von 1, obwohl andere geeignete Fertigungswerkzeuge 300 vorgesehen und nachfolgend beschrieben werden. Das Fertigungswerkzeug 300 weist einen Messwertgeber 116 (wahlweise mit einer Impedanzanpassungsschicht 124) auf, der im Wesentlichen zu dem von 1 ähnlich ist. 7 ist eine grafische Darstellung 700, die ein Spannungsantwortsignal des Messwertgebers über der Zeit gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Der Klarheit und Einfachheit der Darlegung halber wurden einige Bestandteile der Figuren vereinfacht und einige Bestandteile der Figuren vergrößert dargestellt.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 202 von 2 und auf 3 wird in dem Fertigungswerkzeug 300 ein Substrat 102 aufgenommen und fixiert. Wie oben beschrieben ist, ist das Substrat 102 ein Beispiel für ein beliebiges Werkstück, das vom Fertigungswerkzeug 300 zu bearbeiten ist, und es kann eine fotolithografische Maske für die Schaltkreisfertigung, ein Halbleitersubstrat und/oder irgendein anderes geeignetes Substrat für irgendeine andere geeignete Anwendung verkörpern. Das Fertigungswerkzeug 300 weist einen Teil auf, der dem Substrat 102 sehr nahe kommt. In dem Beispiel von 3 ist der Teil eine Flüssigkeitszuführungsdüse 104. Das Fertigungswerkzeug 300 leitet ein Bearbeitungsverfahren, wie z. B. eine Reinigung unter Verwendung eines flüssigen Materials 112, ein, wobei das Substrat genutzt wird. Der akustische Messwertgeber 116 kann zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Bearbeitungsverfahrens eingesetzt werden, um einen Spalt 114 zwischen dem Substrat 102 und dem Fertigungswerkzeug 300 zu vermessen.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 204 von 2 wird eine Armatur 126 verwendet, um den akustischen Messwertgeber 116 entlang einer Rückseite des Substrats 102 zu bewegen. Die Armatur 126 kann den Messwertgeber 116 so ausrichten, dass er direkt unterhalb des Spaltes 114 ist, der vermessen wird. In der dargestellten Ausführungsform verfolgt die Armatur 126 die Flüssigkeitszuführungsdüse 104, sodass der Messwertgeber 116 direkt unterhalb der Flüssigkeitszuführungsdüse 104 und somit direkt unterhalb des Spaltes 114 bleibt.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 206 von 2 und auf 4 gibt der Messwertgeber 116 eine akustische Energie in der Form einer Longitudinalwelle oder einer anderen geeigneten Wellenform ab, die vom Messwertgeber 116 aus durch das Substrat 102 hindurchgeleitet wird, wie durch den Pfeil 402 angezeigt ist. Einer der Vorteile einer Messung unter Verwendung eines Messwertgebers 116 besteht darin, dass sie ausgeführt werden kann, während das Fertigungswerkzeug 300 im Einsatz ist. Zum Beispiel kann der Messwertgeber 116 einen akustischen Impuls aussenden, während ein flüssiges Material 112 (z. B. ein Reinigungsfluid) durch die Flüssigkeitszuführungsdüse 104 zugeführt wird. Der Strom des flüssigen Materials 112 wirkt sich nicht wesentlich auf die akustische Energie aus. In einem weiteren Beispiel kann der Messwertgeber 116 auf eine Gaszuführungsdüse des Fertigungswerkzeugs 300 ausgerichtet sein und kann einen akustischen Impuls aussenden, während ein Gas durch die Gaszuführungsdüse zugeführt wird.
  • Mit Bezugnahme auf 5 wird die akustische Energie an jeder Materialgrenzfläche reflektiert, wobei eine Grenzfläche an einer obersten Fläche 502 der Fläche des Substrats 102 und eine Grenzfläche an einer untersten Fläche 504 des Fertigungswerkzeugs 300 auf gegenüberliegenden Seiten des Spaltes 114 eingeschlossen sind. 6 zeigt ein Echo zweiter Ordnung, das durch eine Energie verursacht wird, die durch die oberste Fläche 502 des Substrats 102 reflektiert wird (wie durch den Pfeil 602 angezeigt ist), dann durch eine hintere Fläche des Substrats 102 reflektiert wird (wie durch den Pfeil 604 angezeigt ist), dann wieder durch die oberste Fläche 502 des Substrats 102 reflektiert wird (wie durch den Pfeil 606 angezeigt ist). In Abhängigkeit vom Medium im Spalt 114 können die Echos zweiter Ordnung von der untersten Fläche 504 des Werkzeugs 300 zu stark gedämpft sei, um sie zu unterscheiden. Echos zweiter (und höherer) Ordnung können kompensiert werden, wie nachfolgend erläutert wird.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 208 von 2 und auf 7 werden die Echos vom Messwertgeber 116 empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, von dem ein Beispiel in 7 dargestellt ist. Diesbezüglich ist 7 eine grafische Darstellung einer Spannung über der Zeit, und wie ersichtlich ist, erzeugen die Echos charakteristische Spannungsantwortsignale (z. B. das Antwortsignal 702, 704, 706 und 708) zu unterschiedlichen Zeitpunkten in Abhängigkeit vom Abstand zwischen dem Messwertgeber 116 und der Fläche, die das Echo erzeugt. In dem Beispiel von 7 stellen die Antwortsignale 702, 706 und 708 die Echos erster, zweiter und dritter Ordnung dar, die durch die oberste Fläche 502 des Substrats 102 erzeugt wurden, und das Antwortsignal 704 stellt das Echo erster Ordnung dar, das durch unterste Fläche 504 des Werkzeugs 300 erzeugt wurde. Dieses elektrische Signal wird dem Signalprozessor 118 zugeführt, der in 3 dargestellt ist.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 210 von 2 ermittelt der Signalprozessor 118 die Echoantwortsignale der ersten Ordnung von den Flächen auf beiden Seiten des Spaltes 114 aus. In dem Beispiel der 3–7 sind diese das Antwortsignal 702 von dem Echo erster Ordnung von der obersten Fläche 502 des Substrats 102 aus und das Antwortsignal 704 von dem Echo erster Ordnung von der untersten Fläche 504 des Werkzeugs 300 aus. Es ist verständlich, dass die Zeit, zu der eine Antwort erfasst wird, direkt proportional zu dem Abstand ist, den das akustische Signal durchlaufen hat. Da bedeutet, dass die Zeit, zu der diese Antwort 702 erhalten wird, davon abhängt, wie weit die oberste Fläche 502 des Substrats 102 vom Messwertgeber 116 entfernt ist. Ebenso ist die Zeit, zu der diese Antwort 704 erhalten wird, davon abhängig, wie weit die unterste Fläche 504 des Werkzeugs 300 vom Messwertgeber 116 entfernt ist.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 212 von 2 bestimmt der Signalprozessor 118 die Zeitdifferenz zwischen der Antwort erster Ordnung 702 von der obersten Fläche 502 des Substrats 102 aus und der Antwort erster Ordnung 704 von der untersten Fläche 504 des Werkzeugs 300 aus. Die Zeitdifferenz ergibt sich daraus, dass das akustische Signal den Spalt 114 durchläuft. Mit Bezugnahme auf den Block 214 von 2 misst der Signalprozessor 118 folglich den Spalt 114, indem die Zeitdifferenz mit der Geschwindigkeit des akustischen Signals in beliebigen Materialien (z. B. flüssiges Material 112), die sich im Spalt 114 befinden, multipliziert wird und indem durch 2 dividiert wird, weil das Signal den Spalt zweimal, einmal auf dem Hinweg und einmal auf dem Rückweg, durchläuft, um den Messwertgeber 116 zu erreichen. Anders ausgedrückt: D = V·(t'– t1)/2 wobei D die Breite des Spaltes 114 darstellt, V die Geschwindigkeit des akustischen Signals im (in den) Material(ien) des Spaltes 114 ist, t' der Zeitpunkt der Antwort erster Ordnung 704 von der untersten Fläche 504 des Werkzeugs 300 aus und t1 der Zeitpunkt der Antwort erster Ordnung 702 von der obersten Fläche 502 des Substrats 102 aus ist.
  • Sobald die Breite des Spaltes 114 bestimmt ist, kann das Verfahren der Blöcke 202–214 zu verschiedenen Zeiten und/oder an verschiedenen Orten wiederholt werden, um den Spalt 114 beim Fortschreiten der Fertigung zu überwachen. In einer Ausführungsform werden die Blöcke 202–214 an verschiedenen Punkten entlang des Spaltes wiederholt. Mit Bezugnahme auf den Block 216 vergleicht der Signalprozessor 118 die Gleichmäßigkeit der Spaltbreite 114 an mehreren Orten, um zu bestimmen, ob die oberste Fläche 502 des Substrats 102 und die unterste Fläche 504 des Werkzeugs 300 über den Spalt hinweg parallel sind. Das kann dazu dienen, eine Schieflage, eine Fehlausrichtung des Substrats, Substratunregelmäßigkeiten und/oder andere Gegebenheiten zu erfassen. Auf diese Weise bestimmt das Fertigungswerkzeug 300 die Breite des Spaltes 114 und kann andere Ausrichtungsprobleme ermitteln, ohne den Betrieb des Werkzeugs 300 zu beeinträchtigen und ohne eine Berührung mit dem Substrat 102 zu riskieren.
  • In einigen Beispielen ist das Fertigungswerkzeug 300 eine Reinigungsvorrichtung 100, wie oben beschrieben wurde. Mit Bezugnahme auf 8 und 9 wird jedoch ein weiteres geeignetes Fertigungswerkzeug beschrieben, das in der Lage ist, das Verfahren 200 von 2 auszuführen. 8 und 9 sind Querschnittsansichten eines Rotationsbeschichtungssystems 800 gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung. Der Klarheit und Einfachheit der Darlegung halber wurden einige Bestandteile der Figuren vereinfacht und einige Bestandteile der Figuren vergrößert dargestellt.
  • Das Rotationsbeschichtungssystem 800 nutzt die Rotation eines Substrats 102, um eine Flüssigkeit über die Oberfläche hinweg zu verteilen. Ein Rotationsbeschichtungsmaterial 802 kann in der Mitte des Substrats 102 aufgetragen werden, und das Substrat 102 wird gedreht, um die Flüssigkeit zu den Rändern hin zu treiben. Auf diese Weise nutzt die Rotationsbeschichtung die Zentrifugaltendenzen der Flüssigkeit aus, um einen Film mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Dicke zu erzeugen. Diese Technik ist geeignet, eine große Vielfalt von Filmen auf ein Substrat 102 aufzubringen, wobei Beispiele die Fotolackfilme, mehrlagigen Fotolackfilme (z. B. dreilagigen Fotolackfilme), Antireflexionsbeschichtungsfilme (z. B. einen Boden-Antireflexionsbeschichtungs(BARC)-Film), Hartmaskenfilme und/oder anderen geeigneten Filme umfassen. Dementsprechend kann das System 800 einen Rotations-Chuck 108 aufweisen, der in der Lage ist, das Substrat 102 festzuhalten und zu drehen. Der Chuck 108 kann irgendein Verfahren zum Festhalten des Substrats 102 verwenden, wie z. B. körperliches Einspannen, Unterdruckhalterung, elektrostatische Anziehung und/oder einen anderen Festhaltemechanismus. Wie das Substrat 102 von 1 ist auch das Substrat 102 ein Beispiel für ein beliebiges Werkstück, das auf dem Rotationbeschichtungssystem 800 zu bearbeiten ist, und es kann eine fotolithografische Maske für die Schaltkreisherstellung, ein Halbleitersubstrat und/oder irgendein anderes geeignetes Substrat für irgendeine andere geeignete Anwendung verkörpern.
  • Das Rotationsbeschichtungssystem 800 kann auch einen akustischen (z. B. Ultraschall)-Messwertgeber 116 aufweisen, der an Armaturen 126 angebracht ist, die im Wesentlichen so sind, wie in den 1–7 beschrieben wurde. Zum Beispiel kann der Messwertgeber 116 eine Messwertgeberschicht 120, ein Stützmaterial 122 und wahlweise eine Impedanzanpassungsschicht 124 umfassen, die alle weitgehend ähnlich zu denen von den 1–7 sind. Ebenso kann der Messwertgeber 116 an einen Signalprozessor 118 gekoppelt sein, der im Wesentlichen so ist, wie mit Bezugnahme auf die vorangehenden Figuren beschrieben wurde.
  • Sobald das Substrat 102 fixiert ist, dreht sich der Chuck 108 um eine Mittelachse, womit auch eine Rotation des festgehaltenen Substrats 102 verursacht wird. Die Rotationsgeschwindigkeiten können je nach Anwendung 3000 Umdrehungen/min erreichen oder überschreiten. Wegen der zunehmenden Turbulenz und Rotationsinstabilität sind die maximalen Rotationsgeschwindigkeiten für größere Wafer tendenziell kleiner, und eine typische maximale Rotationsgeschwindigkeit für ein 300-mm-Substrat 102 kann zwischen circa 800 U/min und circa 4000 U/min liegen. Die Rotationsgeschwindigkeit des Chuck 108 (und daraus folgend die des Substrats 102) kann sich im Verlauf der Rotationsbeschichtungsverfahrens verändern, um die Ausbreitung des Rotationsbeschichtungsmaterials 802, das aufgetragen wird, zu steuern.
  • Um die Flüssigkeit zuzuführen, kann das Rotationsbeschichtungssystem 800 eine oder mehrere Flüssigkeitszuführungsdüsen 104 und eine oder mehrere Gasabgabedüsen 106 aufweisen, die auf einer beweglichen Armatur 110 befestigt sind. Die Düsen 104 und 106 und die Armatur 110 können im Wesentlichen ähnlich zu denen von 1 sein. Das Rotationsbeschichtungssystem 800 kann den akustischen Messwertgeber 116 und den Signalprozessor 118 einsetzen, um den Spalt 114 zwischen den Düsen und dem Substrat 102 während des Aufbringens des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 zu vermessen, wobei das Verfahren 200 eingesetzt wird, wie es in den 2–7 beschrieben wurde.
  • Mit Bezugnahme auf 9 kann das Rotationsbeschichtungssystem 800 auch den Messwertgeber 116 verwenden, um die Dicke und/oder Gleichmäßigkeit des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 während des Rotationsbeschichtungsvorgangs zu messen. Hierfür wird die Erkenntnis verwendet, dass die akustische Energie durch eine beliebige Grenzfläche reflektiert werden kann, wobei eine Grenzfläche zwischen dem Rotationsbeschichtungsmaterial 802, das aufgetragen wird, und dem umgebenden Medium unabhängig davon eingeschlossen ist, ob das Rotationsbeschichtungsmaterial 802 in flüssiger, halbfester oder fester Form vorliegt. Somit können an der obersten Fläche 502 des Substrats 102 sowie an einer obersten Fläche 902 des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 Echos erzeugt werden.
  • Mit Bezugnahme auf 10 wird ein Verfahren 1000 zur Messung der Filmdicke beschrieben, welches vom Rotationsbeschichtungssystem 800 ausgeführt werden kann. Diesbezüglich ist 10 ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1000 für eine Filmdickemessung gemäß verschiedenartigen Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung. Es ist verständlich, dass vor, während und nach dem Verfahren 1000 zusätzliche Schritte vorgesehen werden können und dass für andere Ausführungsformen des Verfahrens 1000 einige der beschriebenen Schritte ersetzt oder weggelassen werden können. Das Verfahren 1000 weist die Blöcke 1002–1014 auf, die jeweils weitgehend ähnlich zu den Blöcken 202–214 von 2 sein können.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 1002 wird in dem Rotationsbeschichtungssystem 800 ein Substrat 102 aufgenommen und fixiert. Das Substrat 102 ist ein Beispiel für ein beliebiges Werkstück, das vom Rotationsbeschichtungssystem 800 zu bearbeiten ist, und es kann eine fotolithografische Maske für die Schaltkreisfertigung, ein Halbleitersubstrat und/oder irgendein anderes geeignetes Substrat für irgendeine andere geeignete Anwendung verkörpern. Mit Bezugnahme auf den Block 1004 wird eine Armatur 124 verwendet, um einen akustischen Messwertgeber 116 entlang einer Rückseite des Substrats 102 zu bewegen. Die Armatur kann den Messwertgeber 116 direkt unterhalb eines Bezugspunktes ausrichten, wo die Dicke des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 (oder anderen Materials) zu messen ist. In einem Beispiel richtet die Armatur den Messwertgeber auf den Außenrand des Substrats 102 aus, weil dort ein Rotationsbeschichtungsmaterial 802 tendenziell am dünnsten ist.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 1006 emittiert der Messwertgeber 116 eine akustische Energie, wie z. B. eine Longitudinalwelle, die vom Messwertgeber 116 aus durch das Substrat 102 und durch das Rotationsbeschichtungsmaterial 802 hindurch geleitet wird. Das kann ausgeführt werden, während das Rotationsbeschichtungssystem im Einsatz ist, so z. B. während das Substrat 102 gedreht wird und/oder während das Rotationsbeschichtungsmaterial 802 aufgebracht wird. Die akustische Energie wird an jeder Materialgrenzfläche reflektiert, wobei die Grenzflächen an der obersten Fläche 502 des Substrats 102 und der obersten Fläche 902 des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 eingeschlossen sind. Mit Bezugnahme auf den Block 1008 von 2 und auf 7 werden die sich ergebenden Echos vom Messwertgeber 116 empfangen und in ein elektrisches Signal umgewandelt, das dem Signalprozessor 118 zugeführt wird.
  • Mit Bezugnahme auf den Block 1010 ermittelt der Signalprozessor 118 ein Antwortsignal von der obersten Fläche 502 des Substrats 102 aus und ein Antwortsignal von der obersten Fläche 902 des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 aus. Mit Bezugnahme auf den Block 1012 bestimmt der Signalprozessor 118 die Zeitdifferenz zwischen der Antwort erster Ordnung von der obersten Fläche 502 des Substrats 102 aus und der Antwort erster Ordnung von der obersten Fläche 902 des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 aus. Mit Bezugnahme auf den Block 1014 misst der Signalprozessor 118 die Dicke des Rotationsbeschichtungsmaterials 802, indem die Zeitdifferenz mit der Geschwindigkeit des akustischen Signals im Rotationsbeschichtungsmaterial 802 multipliziert und durch 2 dividiert wird, weil das Signal den Spalt zweimal durchläuft.
  • In vielen Ausführungsformen wird das Verfahren der Blöcke 1002–1014 während des gesamten Rotationsbeschichtungsvorgangs wiederholt. Mit Bezugnahme auf den Block 1016 kann der Signalprozessor 118 zum Beispiel die gemessene Dicke des Rotationsbeschichtungsmaterials 802, die an verschiedenen Orten erfasst wurde, vergleichen, um eine Gleichmäßigkeit des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 zu bestimmen. Mit Bezugnahme auf den Block 1018 kann der Signalprozessor 118 die gemessene Dicke des Rotationsbeschichtungsmaterials 802, die zu verschiedenen Zeiten erfasst wurde, vergleichen, um einen Durchfluss oder ein Aufstauen des Rotationsbeschichtungsmaterials 802 über der Zeit zu bestimmen. Auf diese Weise kann das Rotationsbeschichtungssystem 800 das Auftragen des Rotationsbeschichtungsfilms in Echtzeit überwachen und Anpassungen in der Durchflussrate, Drehzahl, Wärmezufuhr, Trockenzeit und/oder anderen Prozessparametern vornehmen.
  • Es ist ersichtlich, dass die Reinigungsvorrichtung 100, das Fertigungswerkzeug 300 und das Rotationsbeschichtungssystem 800 lediglich Beispiele für Systeme sind, die das Verfahren 200 und das Verfahren 1000 ausführen. Diese sind nicht einschränkende Beispiele, und andere Systeme, die zum Ausführen der Verfahren in der Lage sind, werden sowohl vorgesehen als auch zur Verfügung gestellt. Die vorliegenden Ausführungsformen können die Gestalt einer reinen Hardware-Ausführungsform, einer reinen Software-Ausführungsform oder einer Ausführungsform annehmen, die sowohl Hardware- als auch Software-Bestandteile enthält. Darüber hinaus können die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Form eines Computer-Programmprodukts annehmen, auf das von einem konkreten computernutzbaren oder computerlesbaren Medium aus zugegriffen werden kann, das einen Programmcode bereitstellt, der durch einen oder in Verbindung mit einem Computer oder einem beliebigen Anweisungsausführungssystem verwendet werden kann. Für die Zwecke dieser Beschreibung kann ein konkretes computernutzbares oder computerlesbares Medium irgendeine Vorrichtung sein, die das Programm speichern kann, um es von dem oder in Verbindung mit dem Anweisungsausführungssystem, der Vorrichtung, dem Bauelement usw. zu verwenden. Das Medium kann einen permanenten Speicher aufweisen, der einen magnetischen Speicher, Festkörperspeicher, optischen Speicher, Cache-Speicher, Direktzugriffsspeicher (RAM) umfasst.
  • Somit stellt die vorliegende Offenbarung ein System und ein Verfahren für die Vermessung eines lichten Abstands zwischen einem Fertigungswerkzeug und einem Werkstück bereit, das ausgeführt werden kann, während das Fertigungswerkzeug im Einsatz ist. In einigen Ausführungsformen umfasst das bereitgestellte Verfahren das Aufnehmen eines Substrats in einem Werkzeug derart, dass dazwischen ein Spalt festgelegt ist. Ein Messwertgeber, der dem Spalt gegenüberliegend auf einer Bodenfläche des Substrats angeordnet ist, liefert ein akustisches Signal, welches durch das Substrat hindurch geleitet wird. Der Messwertgeber empfängt auch ein erstes Echo von einer Deckfläche des Substrats aus, die den Spalt festlegt, und ein zweites Echo von einer Bodenfläche des Werkzeugs aus, die den Spalt weitergehend festlegt. Eine Breite des Spaltes wird auf Basis des ersten Echos und des zweiten Echos gemessen. In einigen derartigen Ausführungsformen ist die Bodenfläche des Werkzeugs eine untere Fläche einer Düse, und die Düse leitet mindestens eines von einer Flüssigkeit oder einem Gas in den Spalt ein, während das akustische Signal bereitgestellt wird und während das erste Echo sowie das zweite Echo empfangen werden.
  • In weiteren Ausführungsformen umfasst das bereitgestellte Verfahren das Aufnehmen eines Substrats, das eine darauf angeordnete Materialschicht aufweist. Gegenüber der Materialschicht wird ein Messwertgeber bereitgestellt, der an das Substrat gekoppelt ist. Der Messwertgeber sendet ein akustisches Signal aus, das durch das Substrat hindurch gerichtet wird. Als Antwort empfängt der Messwertgeber ein erstes Echo von einer Bodengrenzfläche der Materialschicht und ein zweites Echo von einer Deckgrenzfläche der Materialschicht. Auf Basis des ersten Echos und des zweiten Echos wird eine Dicke der Materialschicht bestimmt. In einigen derartigen Ausführungsformen ist der Messwertgeber über eine Impedanzanpassungsschicht an das Substrat gekoppelt, und das akustische Signal wird durch die Impedanzanpassungsschicht hindurch gesendet.
  • In noch weiteren Ausführungsformen umfasst das bereitgestellte System: einen Chuck, der in der Lage ist, einen Wafer derart festzuhalten, dass der festgehaltene Wafer einen Spalt zwischen dem Wafer und dem System festlegt; einen Messwertgeber, der in der Lage ist, an den festgehaltenen Wafer anzukoppeln, ein akustisches Signal durch das Substrat hindurch zu senden, ein erstes Echo von einer Fläche des Wafers aus, die den Spalt festlegt, zu empfangen, ein zweites Echo von einer Fläche des Systems aus, die den Spalt weitergehend festlegt, zu empfangen und ein Signal bereitzustellen, welches das erste Echo und das zweite Echo darstellt; und einen Signalprozessor, der in der Lage ist, das Signal zu empfangen und aus dem ersten Echo und dem zweiten Echo eine Abmessung zu bestimmen, die dem Spalt zugeordnet ist. In einigen derartigen Ausführungsformen weist das System ferner eine Impedanzanpassungsschicht auf, die zwischen dem Messwertgeber und dem Substrat angeordnet ist. Die Impedanzanpassungsschicht kann eine Impedanz aufweisen, die zwischen der des Messwertgebers und der des Substrats liegt. In einigen derartigen Ausführungsformen weist das System ferner eine Armatur auf, die an den Messwertgeber gekoppelt und in der Lage ist, den Messwertgeber direkt unterhalb des Spaltes auszurichten.
  • Vorangehend werden Merkmale verschiedener Ausführungsformen kurz dargestellt, sodass Fachleute die Ausbildungen der vorliegenden Offenbarung besser verstehen können. Fachleute sollten anerkennen, dass sie die vorliegende Offenbarung leicht als eine Grundlage dafür einsetzen können, andere Prozesse und Strukturen zu konzipieren oder abzuwandeln, um die gleichen Zielstellungen zu realisieren und/oder die gleichen Vorteile der hier dargelegten Ausführungsformen zu erreichen. Fachleute sollten auch erkennen, dass derartige gleichwertige Konstruktionen nicht vom Grundgedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung abweichen und dass sie hierin verschiedenartige Veränderungen, Ersetzungen und Abwandlungen erzeugen können, ohne vom Grundgedanken und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims (20)

  1. Verfahren, umfassend: Aufnahme eines Substrats in einem Werkzeug derart, dass dazwischen ein Spalt festgelegt wird, Abgeben eines akustischen Signals durch einen Messwertgeber, der dem Spalt gegenüberliegend auf einer Bodenfläche des Substrats angeordnet ist, wobei das akustische Signal durch das Substrat hindurch geleitet wird, Empfangen eines ersten Echos durch den Messwertgeber von einer Deckfläche des Substrats aus, die den Spalt festlegt, und eines zweiten Echos von einer Bodenfläche des Werkzeugs aus, die den Spalt weitergehend festlegt, Messen einer Breite des Spaltes auf Basis des ersten Echos und des zweiten Echos.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bodenfläche des Werkzeugs eine untere Fläche einer Düse ist und wobei die Düse mindestens eines von einer Flüssigkeit oder einem Gas in den Spalt einleitet, während das akustische Signal bereitgestellt wird und während das erste Echo sowie das zweite Echo empfangen werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei mindestens eines von der Flüssigkeit oder dem Gas eine flüssige Reinigungslösung aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei mindestens eines von der Flüssigkeit oder dem Gas ein Rotationsbeschichtungsmaterial aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Messen der Breite des Spaltes umfasst: Bestimmen einer ersten Zeit, zu der ein erstes Echo vom Messwertgeber empfangen wurde, und einer zweiten Zeit, zu der ein zweites Echo vom Messwertgeber empfangen wurde, und Bestimmen der Breite des Spaltes auf Basis der ersten Zeit und der zweiten Zeit.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen der Breite des Spaltes auf einer Differenz zwischen der zweiten Zeit und der ersten Zeit basiert, welche mit einer Geschwindigkeit des akustischen Signals durch ein Material im Spalt hindurch multipliziert und durch zwei dividiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abgeben des akustischen Signals und das Empfangen des ersten Echos sowie des zweiten Echos gegenüber einem ersten Ort im Spalt erfolgen und wobei die Breite eine erste Breite ist, die zu dem ersten Ort gehört, wobei das Verfahren ferner umfasst: Abgeben eines weiteren akustischen Signals gegenüber einem zweiten Ort im Spalt, Empfangen eines dritten Echos von der Deckfläche des Substrats aus und eines vierten Echos von der Bodenfläche des Werkzeugs aus und Messen einer zweiten Breite des Spalts auf Basis des dritten Echos und des vierten Echos, wobei die zweite Breite zu dem zweiten Ort gehört.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, ferner das Bestimmen einer Gleichförmigkeit des Spaltes auf Basis der ersten Breite und der zweiten Breite umfassend.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das akustische Signal vom Messwertgeber aus zum Substrat hin durch eine Impedanzanpassungsschicht geleitet wird, die zwischen dem Messwertgeber und dem Substrat angeordnet ist und beide körperlich kontaktiert.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Impedanzanpassungsschicht eine Dicke aufweist, die im Wesentlichen gleich einem ganzzahligen Vielfachen eines Viertels der Mittenfrequenz des Messwertgebers ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Impedanzanpassungsschicht eine Impedanz aufweist, die zwischen der des Messwertgebers und der des Substrats liegt.
  12. Verfahren, umfassend: Aufnehmen eines Substrats, das eine darauf angeordnete Materialschicht aufweist, Bereitstellen eines an das Substrat gekoppelten Messwertgebers gegenüber der Materialschicht, Aussenden eines akustischen Signals mithilfe des Messwertgebers durch das Substrat hindurch, Empfangen eines ersten Echos von einer Bodengrenzfläche der Materialschicht aus durch den Messwertgeber, Empfangen eines zweiten Echos von einer Deckgrenzfläche der Materialschicht aus durch den Messwertgeber, Messen einer Dicke der Materialschicht auf Basis des ersten Echos und des zweiten Echos.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Materialschicht ein Rotationsbeschichtungsmaterial aufweist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Bestimmen der Dicke einen Vergleich einer ersten Zeit, zu der das erste Echo empfangen wurde, und einer zweiten Zeit, zu der das zweite Echo empfangen wurde, umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Dicke gemäß der Gleichung D = V·(t' – t1)/2 bestimmt wird, wobei D die Dicke der Materialschicht, V die Geschwindigkeit des akustischen Signals durch die Materialschicht hindurch, t1 die erste Zeit und t' die zweite Zeit ist.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei der Messwertgeber über eine Impedanzanpassungsschicht an das Substrat gekoppelt ist und wobei das akustische Signal durch die Impedanzanpassungsschicht hindurch geleitet wird.
  17. System mit: einem Chuck, der in der Lage ist, einen Wafer derart festzuhalten, dass der festgehaltene Wafer einen Spalt zwischen dem Wafer und dem System festlegt, einem Messwertgeber, der in der Lage ist: an den festgehaltenen Wafer anzukoppeln, ein akustisches Signal durch das Substrat hindurch zu senden, ein erstes Echo von einer Fläche des Wafers aus, die den Spalt festlegt, zu empfangen, ein zweites Echo von einer Fläche des Systems aus, die den Spalt weitergehend festlegt, zu empfangen und ein Signal bereitzustellen, welches das erste Echo und das zweite Echo verkörpert, und einem Signalprozessor, der in der Lage ist, das Signal zu empfangen und aus dem ersten Echo und dem zweiten Echo eine Abmessung zu bestimmen, die dem Spalt zugeordnet ist.
  18. System nach Anspruch 17, ferner mit einer Impedanzanpassungsschicht, die zwischen dem Messwertgeber und dem Substrat angeordnet ist und die eine Impedanz aufweist, die zwischen der des Messwertgebers und der des Substrats liegt.
  19. System nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Signalprozessor in der Lage ist, die Abmessung auf Basis einer Zeit, zu der das erste Echo empfangen wurde, und einer Zeit, zu der das zweite Echo empfangen wurde, zu bestimmen.
  20. System nach einem der Ansprüche 17 bis 19, ferner mit einer Armatur, die an den Messwertgeber gekoppelt und in der Lage ist, den Messwertgeber direkt unterhalb des Spaltes auszurichten.
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