DE102020128802A1

DE102020128802A1 - Verfahren, Steuervorrichtung und Speichermedium

Info

Publication number: DE102020128802A1
Application number: DE102020128802.6A
Authority: DE
Inventors: Steffen Mosshammer
Original assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Current assignee: Von Ardenne Asset GmbH and Co KG
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2022-05-05

Abstract

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Verfahren (200) aufweisen: Ermitteln (203) zumindest einer Kenngröße (101), welche eine Vergangenheit eines Targets (104) repräsentiert; Ansteuern (205) eines Sputterprozesses (251), mittels welchem das Target (104) zerstäubt wird, basierend auf der zumindest einen Kenngröße (101).

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen ein Verfahren, eine Steuervorrichtung und ein Speichermedium.
Im Allgemeinen können Werkstücke oder Substrate prozessiert oder behandelt, z.B. bearbeitet, beschichtet, erwärmt, geätzt und/oder strukturell verändert werden. Ein Verfahren zum Beschichten eines Substrats ist beispielsweise die Kathodenzerstäubung (das so genannte Sputtern oder der Sputterprozess). Zum Sputtern kann mittels einer Kathode (auch als Magnetronkathode bezeichnet) ein plasmabildendes Gas ionisiert werden, wobei mittels des dabei gebildeten Plasmas ein abzuscheidendes Material (Targetmaterial) zerstäubt werden kann. Das zerstäubte Targetmaterial kann anschließend zu einem Substrat gebracht werden, an dem es sich abscheiden und eine Schicht bilden kann.
Herkömmlicherweise derselbe Sputterprozess über Tage, Wochen oder Monate durchgeführt, beispielsweise wenn das herzustellende Produkt im Wesentlichen unverändert bleibt. Ist das Target verbraucht, wird dieses gegen ein neues Target ausgetauscht, und der Sputterprozess fortgeführt, beispielsweise indem der Sputterprozess mit einem abgespeicherten Parametersatz neu initialisiert wird.
Treten allerdings gehobene Ansprüche an die Flexibilität und Produktvielfalt auf, kann es erforderlich sein, den konkret durchgeführten Sputterprozess häufig zu wechseln (auch als Umrüsten bezeichnet). Beispielsweise kann es sein, dass mit einem anderen Material beschichtet werden soll, oder die Produkteigenschaften sollen sich ändern.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde anschaulich erkannt, dass sich der Zeitverlust, der durch das Umrüsten entsteht, verringert werden kann, insbesondere wenn sehr häufig umgerüstet wird.
Anschaulich wurde erkannt, dass beim Umrüsten unter anderem auch ein unvollständig verbrauchtes Target ausgebaut und gegen ein anderes Target ausgetauscht wird. Aufgrund dessen erhält man innerhalb kürzester Zeit eine große Vielfalt von Targets, die unterschiedliche Verbrauchszustände aufweisen. Um wirtschaftlich zu sein, können diese dann so lange zwischengelagert werden, bis diese wieder in einem anderen Sputterprozess Verwendung finden. Je nachdem, wie stark das Target verbraucht ist, kann dann allerdings ein hoher Zeitverlust entstehen, um den Sputterprozess ausgehend von der Initialisierung in denjenigen Arbeitspunkt zu bringen, der auch bei dem Verbrauchszustand des Targets noch zu dem gewünschten Produkt führt. In ähnlicher Weise können die Lagerung des Targets oder andere Umstände dazu führen, dass der benötigte Arbeitspunkt stark verschieden ist von der Initialisierung.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass sich dieser Zeitverlust verringern lässt, wenn das Target näher an demjenigen Arbeitspunkt initialisiert wird, der auch bei dem Zustand des Targets zu dem gewünschten Produkt führt. Dazu wird beim Ansteuern des Sputterprozesses, z.B. wenn dieser initialisiert wird, der konkrete Zustand des Targets berücksichtigt.
Es zeigen

1 einen Sputterprozess gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Diagramm; und
2 bis 4 jeweils ein Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung (z.B. ohmsch und/oder elektrisch leitfähig, z.B. einer elektrisch leitfähigen Verbindung), eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Als Steuern kann eine beabsichtigte Beeinflussung eines momentanen Zustands verstanden werden, beispielsweise des Zustands eines Systems oder eines Vorgangs (auch als Prozess bezeichnet). Dabei kann der momentane Zustand (auch als Ist-Zustand bezeichnet) gemäß einer Vorgabe (auch als Soll-Zustand bezeichnet) verändert werden. Regeln kann als Steuern verstanden werden, wobei zusätzlich einer Zustandsänderung durch Störungen entgegengewirkt wird. Anschaulich kann die Steuerung eine nach vorn gerichtete Steuerstrecke aufweisen und somit anschaulich eine Ablaufsteuerung implementieren, welche eine Eingangsgröße (z.B. die Vorgabe) in eine Ausgangsgröße umsetzt. Die Steuerstrecke kann aber auch Teil eines Regelkreises sein, so dass eine Regelung implementiert wird. Die Regelung weist im Gegensatz zu der reinen vorwärts gerichteten Ablaufsteuerung eine fortlaufende Einflussnahme der Ausgangsgröße auf die Eingangsgröße auf, welche durch den Regelkreis bewirkt wird (auch als Rückführung bezeichnet). Mit anderen Worten kann alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung eine Regelung verwendet werden bzw. alternativ oder zusätzlich zu dem Steuern ein Regeln erfolgen.
Der Zustand des Systems bzw. Vorgangs lässt sich als Punkt (auch als Arbeitspunkt oder Betriebspunkt bezeichnet) in einem Raum (auch als Zustandsraum bezeichnet) angeben, der von den veränderlichen Parametern des Systems bzw. Vorgangs (auch als Betriebsparameter oder Betriebsgröße bezeichnet) aufgespannt wird. Der Zustand des Systems bzw. Vorgangs ist somit eine Funktion des jeweiligen Werts eines oder mehr als eines Betriebsparameters, welcher den Zustand des Systems bzw. Vorgangs somit repräsentiert.
Bei einer Steuerung wird der Ist-Zustand beeinflusst, indem ein oder mehr als ein Betriebsparameter (dann auch als Stellgröße bezeichnet) verändert wird, z.B. mittels eines Stellglieds. Bei einer Regelung wird der Ist-Zustand mit dem Soll-Zustand verglichen und die Stellgröße (unter Verwendung des Stellglieds) derart beeinflusst, dass die Abweichung des Ist-Zustands von dem Soll-Zustand minimiert wird. Der Ist-Zustand kann basierend auf einer Messung (z.B. mittels eines Messglieds) eines oder mehr als eines Betriebsparameters (dann auch als Regelgröße bezeichnet) ermittelt werden.
Als Sensor (auch als Detektor bezeichnet) kann ein Wandler verstanden werden, der eingerichtet ist, eine zu dem Sensortyp korrespondierende Eigenschaft seiner Umgebung (z.B. qualitativ oder quantitativ) als Messgröße zu erfassen, z.B. eine physikalische Eigenschaft, eine chemische Eigenschaft und/oder eine stoffliche Beschaffenheit. Die Messgröße ist diejenige physikalische Größe (auch als Regelgröße bezeichnet), der die Messung mittels des Sensors gilt. Ein Beispiel für eine quantitativ erfasste Messgröße ist beispielsweise eine Gaszuflussrate (z.B. als Durchflussrate erfasst), deren Ist-Zustand mittels des Sensors in einen Messwert überführt werden kann.
Jeder Sensor kann Teil einer Messkette sein, welche eine entsprechende Infrastruktur (z.B. Prozessor, Speichermedium und/oder Bussystem und dergleichen aufweisend) aufweist. Die Messkette kann eingerichtet sein, den entsprechenden Sensor (z.B. Gassensor, Drucksensor und/oder Spannungssensor) anzusteuern, dessen erfasste Messgröße als Eingangsgröße zu verarbeiten und darauf basierend ein elektrisches Signal als Ausgangsgröße bereitzustellen, welches die erfasste Eingangsgröße repräsentiert. Beispielsweise kann die Ausgangsgröße den Messwert angeben. Die Messkette kann beispielsweise mittels einer sogenannten Steuervorrichtung implementiert sein oder werden.
Bezüglich des Prozesses wird hierin auf das sogenannte Sputtern (auch als Sputterprozess bezeichnet) Bezug genommen. Der Begriff „Sputtern“ bezeichnet das Zerstäuben eines Materials (auch als Beschichtungsmaterial oder Targetmaterial bezeichnet) mittels eines Plasmas. Die zerstäubten Bestandteile des Beschichtungsmaterials (z.B. einzelne Atome und/oder Ionen) werden voneinander separiert und können beispielsweise zum Bilden einer Schicht woanders angelagert werden. Das Sputtern kann mittels einer sogenannten Sputtervorrichtung erfolgen, welche ein oder mehr als ein Magnetsystem aufweisen kann (dann auch als Magnetron bezeichnet). Das Beschichtungsmaterial kann mittels eines sogenannten Sputtertargets (kurz auch als Target bezeichnet) bereitgestellt sein, welches beispielsweise rohrförmig (dann auch als Rohrtarget bezeichnet) oder plattenförmig (dann auch als Plattentarget oder Planartarget bezeichnet) sein kann. Zum Erzeugen des Plasmas kann an das Sputtertarget (kurz auch als Target bezeichnet) eine Spannung (auch als Sputterspannung bezeichnet) angelegt werden, so dass das Sputtertarget als Kathode betrieben wird. Auch wenn die Sputterspannung eine Wechselspannung aufweist, wird die Begrifflichkeit der Kathode häufig beibehalten.
Zum Sputtern kann das Sputtertarget in einer Vakuum-Prozessierkammer (vereinfacht auch als Vakuumkammer bezeichnet) angeordnet sein, so dass das Sputtern in einem Vakuum erfolgen kann. Dazu können die Umgebungsbedingungen (die Prozessparameter) innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer (z.B. Prozessdruck, Temperatur, Gaszusammensetzung, usw.) während Sputterns eingestellt oder geregelt werden. Beispielsweise kann innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer ein Arbeitsgas bereitgestellt sein oder werden, welches das plasmabildende Gas oder das plasmabildende Gasgemisch bezeichnet. Die Vakuum-Prozessierkammer kann beispielsweise luftdicht, staubdicht und/oder vakuumdicht eingerichtet sein oder werden, so dass innerhalb der Vakuum-Prozessierkammer eine Gasatmosphäre mit einer vordefinierten Zusammensetzung (auch als Arbeitsatmosphäre bezeichnet) oder einem vordefinierten Druck (auch als Arbeitsdruck oder Prozessdruck bezeichnet) bereitgestellt werden kann (z.B. gemäß einem Sollwert). Die Vakuumkammer kann derart eingerichtet sein, dass darin ein Vakuum (d.h. ein Druck kleiner als 0,3 bar) und/oder ein Druck in einem Bereich von ungefähr 1 mbar bis ungefähr 10^-3 mbar (mit anderen Worten Feinvakuum) oder weniger bereitgestellt werden kann, z.B. ein Druck in einem Bereich von ungefähr 10^-3 mbar bis ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Hochvakuum) oder weniger bereitgestellt werden kann, z.B. ein Druck von kleiner als Hochvakuum, z.B. kleiner als ungefähr 10^-7 mbar (mit anderen Worten Ultrahochvakuum) bereitgestellt sein oder werden kann. Der geringste in der Vakuumkammer erreichbare Druck wird auch als Restvakuum bezeichnet.
Optional kann der Sputterprozess ein reaktiver Sputterprozess sein, bei dem eine chemische Reaktion erfolgt. Beispielsweise kann der reaktive Sputterprozess mit einem oder mehr als einem Reaktivgas (z.B. m Reaktivgase) vorsorgt werden, das eine chemische Verbindung mit dem Beschichtungsmaterial (auch als Targetmaterial bezeichnet) eingeht, die auf einem Substrat abgeschieden wird (wobei beispielsweise m=1, m>1 oder m>2 ist). Es kann verstanden werden, dass der Sputterprozess nicht notwendigerweise reaktiv sein muss. Die Größen, welche bei einem reaktiven Sputterprozess bei der chemischen Reaktion beteiligte Materialien repräsentieren, können bei einem nichtreaktiven Sputterprozess entsprechende andere Materialien repräsentieren, die nicht an einer chemischen Reaktion beteiligt sind. Demgemäß kann das für den reaktiven Sputterprozess Beschriebene in Analogie für einen nichtreaktiven Sputterprozess gelten und andersherum.
Ein Plasma kann mittels eines sogenannten Arbeitsgases (auch als plasmabildendes Gas bezeichnet) gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Arbeitsgas ein gasförmiges Material aufweisen, welches reaktionsträge ist, mit anderen Worten welches sich nur an wenigen oder gar keinen chemischen Reaktionen beteiligt. Ein Arbeitsgas kann beispielsweise von dem verwendeten Targetmaterial definiert sein oder werden und an dieses angepasst sein oder werden. Beispielsweise kann ein Arbeitsgas ein Gas oder ein Gasgemisch aufweisen, welches mit dem Targetmaterial nicht zu einem Feststoff reagiert. Das Arbeitsgas kann beispielsweise ein Edelgas (z.B. Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon, Radon) oder mehrere Edelgase aufweisen. Aus dem Arbeitsgas kann das Plasma gebildet werden, welches beispielsweise im Wesentlichen das Zerstäuben des Targetmaterials bewirkt. Wird ein Reaktivgas verwendet, kann dieses eine höhere chemische Reaktivität als das Arbeitsgas aufweisen, z.B. bezüglich des Targetmaterials. Mit anderen Worten kann das zerstäubte Targetmaterial zusammen mit dem Reaktivgas (wenn vorhanden) schneller reagieren (d.h. mehr Reaktionsprodukt pro Zeit bilden) als zusammen mit dem Arbeitsgas (z.B. wenn es überhaupt mit dem Arbeitsgas chemisch reagiert). Das Reaktivgas und das Arbeitsgas können gemeinsam oder getrennt als Prozessgas (z.B. als Gasgemisch) zugeführt werden, beispielsweise mittels der Gaszuführvorrichtung.
Das Reaktivgas kann ein gasförmiges Material aufweisen, welches mit dem Targetmaterial (z.B. mit dem zerstäubten Targetmaterial) reagiert und/oder mittels einer chemischen Reaktion in die abgeschiedene Schicht eingebaut werden kann. Wird beispielsweise ein Targetmaterial verwendet, welches ein Nitrid (z.B. Aluminiumnitrid) bilden kann, oder soll ein Nitrid des Targetmaterials abgeschieden werden, kann das Reaktivgas Stickstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Wird beispielsweise ein Targetmaterial verwendet, welches ein Oxid (z.B. Aluminiumoxid) bilden kann, oder soll ein Oxid des Targetmaterials abgeschieden werden, kann das Reaktivgas Sauerstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Das Reaktivgas kann beispielsweise ein Gasgemisch (Reaktivgasgemisch) aus mehreren Gasen aufweisen oder daraus gebildet sein, welche mit dem Targetmaterial und/oder der abgeschiedenen Schicht reagieren, z.B. Sauerstoff und Stickstoff, z.B. wenn ein Oxinitrid (z.B. Aluminiumoxinitrid) abgeschieden werden soll. Das Reaktivgasgemisch kann z.B. überwiegend (d.h. zu mehr als 50%) Sauerstoff aufweisen, z.B. zum Abscheiden eines Oxids oder Oxinitrids. Beispiele für das Reaktivgas weisen auf: molekularer Sauerstoff, molekularer Stickstoff, Stickoxid, Kohlenstoffoxid, Schwefelwasserstoff, Methan, gasförmiger Kohlenwasserstoff, molekulares Fluor, molekulares Chlor, Ozon, oder ein anderes gasförmiges Material.
Eine Steuervorrichtung (auch als Regelvorrichtung bezeichnet) kann eingerichtet sein, eines oder mehr als eines der hierin beschriebenen Verfahren zu implementieren. Dazu kann die Steuervorrichtung einen Prozessor aufweisen, der eingerichtet ist, das jeweilige Verfahren zu implementieren. Beispielsweise kann der Prozessor eingerichtet sein, entsprechende Instruktionen zum Ansteuern auszugeben. Alternativ oder zusätzlich kann der Prozessor eingerichtet sein, entsprechende Instruktionen und Signale aufzunehmen und zu verarbeiten. Die von dem Prozessor aufgenommenen Instruktionen können beispielsweise mittels Codesegmenten implementiert sein, welche auf einem nichtflüchtigen Datenspeicher abgespeichert sind. Beispielsweise können die Codesegmente zumindest Instruktionen und/oder eine oder mehr als eine Vorgabe aufweisen, welche wenn von dem Prozessor ausgeführt, den Prozessor dazu bringen, eines der Verfahren durchzuführen.
Der Begriff „Steuervorrichtung“ kann als jede Art einer Logik implementierenden Entität verstanden werden, die beispielsweise einen Prozessor (und beispielsweise entsprechende Verschaltung) aufweisen kann, welche beispielsweise Software ausführen kann, die in einem Speichermedium, in einer Firmware oder in einer Kombination davon gespeichert ist, und darauf basierend Anweisungen ausgeben kann. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise mittels Codesegmenten (z.B. Software) konfiguriert sein. Die Steuervorrichtung kann beispielsweise eine speicherprogrammierbare Steuervorrichtung (SPS) aufweisen oder daraus gebildet sein.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Datenspeicher (allgemeiner auch als Speichermedium bezeichnet) ein nichtflüchtiger Datenspeicher sein. Der Datenspeicher kann beispielsweise eine Festplatte und/oder zumindest einen Halbleiterspeicher (wie z.B. Nur-Lese-Speicher, Direktzugriffsspeicher und/oder Flash-Speicher) aufweisen oder daraus gebildet sein. Der Nur-Lese-Speicher kann beispielsweise ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (kann auch als EPROM bezeichnet werden) sein. Der Direktzugriffsspeicher kann ein nichtflüchtiger Direktzugriffsspeicher (kann auch als NVRAM -„non-volatile random access memory“ bezeichnet werden) sein. Beispielsweise kann in dem Datenspeicher eines oder mehr als eines von Folgendem gespeichert werden: die Codesegmente, die das Verfahren repräsentieren, ein oder mehr als ein Regelglied, ein oder mehr als ein Tuning-Parameter, einen oder mehr als ein Modellparameter, einen oder mehr als einen Einmessungsparameter.
Der Begriff „Prozessor“ kann als jede Art von Entität verstanden werden, die die Verarbeitung von Daten oder Signalen erlaubt. Die Daten oder Signale können beispielsweise gemäß zumindest einer (d.h. einer oder mehr als einer) spezifischen Funktion behandelt werden, die vom Prozessor ausgeführt wird. Ein Prozessor kann eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Mischsignalschaltung, eine Logikschaltung, einen Mikroprozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU), einen digitalen Signalprozessor (DSP), eine programmierbare Gatter-Anordnung (FPGA), eine integrierte Schaltung oder eine beliebige Kombination davon aufweisen oder daraus gebildet sein. Jede andere Art der Implementierung der jeweiligen Funktionen, die nachstehend ausführlicher beschrieben werden, kann auch als Prozessor oder Logikschaltung verstanden werden, beispielsweise auch virtuelle Prozessoren (oder eine virtuelle Maschine) oder eine Vielzahl dezentraler Prozessoren, die beispielsweise mittels eines Netzwerks miteinander verbunden sind, beliebig räumlich verteilt sind und/oder beliebige Anteile an der Implementierung der jeweiligen Funktionen haben (z.B. Rechenlastverteilung unter den Prozessoren). Dasselbe gilt im Allgemeinen für eine anders implementierte Logik zur Implementierung der jeweiligen Funktionen. Es versteht sich, dass einer oder mehrere der hierin detailliert beschriebenen Verfahrensschritte von einem Prozessor ausgeführt (z.B. realisiert) werden können, durch eine oder mehrere spezifische Funktionen, die von dem Prozessor ausgeführt werden.
Der Begriff „Stellglied“ (z.B. einen Aktuator bzw. Aktor aufweisend) kann als ein Wandler verstanden werden, der zum Beeinflussen eines Zustandes, eines Vorgangs (z.B. eines Beschichtungsprozesses) oder einer Vorrichtung in Antwort auf ein Ansteuern des Stellglieds eingerichtet ist. Das Stellglied kann ein diesem zugeführtes Ansteuersignal (mittels dessen das Ansteuern erfolgt) in mechanische Bewegungen bzw. Veränderungen physikalischer Größen wie Druck, elektrische Spannung oder Temperatur umsetzen. Ein elektromechanisches Stellglied kann zum Beispiel eingerichtet sein, in Antwort auf das Ansteuern elektrische Energie in mechanische Energie (z.B. durch Bewegung) zu überführen. Ein elektrothermisches Stellglied kann zum Beispiel eingerichtet sein, in Antwort auf das Ansteuern elektrische Energie in thermische Energie zu überführen. Ein elektrothermisches Stellglied kann zum Beispiel eingerichtet sein, in Antwort auf das Ansteuern elektrische Energie in thermische Energie zu überführen. Ein rein elektrisches Stellglied kann zum Beispiel eingerichtet sein, in Antwort auf das Ansteuern elektrische Energie in elektrische Energie anderen Typs (z.B. bestimmter Spannung, Stromstärke, Frequenz und/oder Leistung) zu überführen.
Ein Stellglied kann eingerichtet sein, Einfluss auf den Ist-Zustand (auch als Ist-Arbeitspunkt bezeichnet) des Sputterprozesses zu nehmen (z.B. auf dessen Stellgröße), der mittels des Stellglieds betrieben (z.B. versorgt und/oder aufrechterhalten) wird. Der Einfluss kann direkt oder indirekt sein. Stellgröße und Regelgröße können sich beispielsweise voneinander unterscheiden. Die Regelgröße (z.B. Druck) kann dann entsprechend eine Funktion einer oder mehr als einer Stellgröße (z.B. Gaszufluss) sein.
Beispielsweise kann das Stellglied eine elektrische Spannung als Stellgröße, mittels welcher ein Plasma versorgt wird, verändern, so dass infolge dessen eine Zerstäubungsrate oder eine Schichtdicke als Regelgröße verändert wird. Beispielsweise kann das Stellglied eine Zuflussrate eines Gases als Stellgröße verändern, so dass infolge dessen ein Druck als Regelgröße verändert wird. Beispielsweise kann das Stellglied eine Zuflussrate eines Arbeitsgases als Stellgröße verändern, so dass infolge dessen eine Zerstäubungsrate oder eine Schichtdicke als Regelgröße verändert wird. Beispielsweise kann das Stellglied eine Zuflussrate eines Reaktivgases als Stellgröße verändern, so dass infolge dessen eine chemische Zusammensetzung des Plasmas oder einer Beschichtung als Regelgröße verändert wird.
Beispiele für Komponenten eines Stellglieds weisen auf: eine Spannungsquelle (wenn vorhanden), ein Ventil (z.B. einer Pumpenanordnung und/oder Gaszuführvorrichtung, ein Motor (z.B. eines Ventils oder einer Pumpe), oder Ähnliches. Die Spannungsquelle kann beispielsweise eingerichtet sein, eine oder mehr als eine Spannung gemäß dem Ansteuern zu erzeugen und dem Sputterprozess zuzuführen. Die Pumpenanordnung kann beispielsweise eingerichtet sein, ein oder mehr als ein Gas gemäß dem Ansteuern abzupumpen und damit dem Sputterprozess zu entziehen. Die Gaszuführvorrichtung kann beispielsweise eingerichtet sein, gemäß dem Ansteuern ein oder mehr als ein Gas dem Sputterprozess zuzuführen (auch als Gaszuführen bezeichnet). Das zugeführte Gas kann eine Gaszuflussrate (d.h. Gaszufluss pro Zeit) aufweisen. Der Gaszufluss kann beispielsweise ein dem Sputterprozess zugeführter Normvolumenstrom sein.
Bezüglich des Ansteuerns eines Stellglieds wird unter anderem auf die einfacher verständlichere Stellgröße bzw. deren Stellwert Bezug genommen, welche von dem Stellglied beeinflusst wird. Das dafür Beschriebene kann in Analogie gelten für die Steuergröße bzw. deren Steuerwert, welche dem Stellglied zum Ansteuern zugeführt werden, und umgekehrt. Anschaulich wirkt das Stellglied als Wandler, welcher ein Ansteuersignal in die Stellgröße bzw. deren Stellwert überführt, so dass der Stellwert eine Funktion des Steuerwerts ist. Allgemeiner gesprochen kann das Ansteuern eines Stellglieds mittels eines Ansteuersignals erfolgen, wobei das Ansteuersignal die Stellgröße bzw. deren Stellwert und/oder die Steuergröße bzw. deren Steuerwert repräsentieren kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Ansteuersignal Instruktionen aufweisen, die angeben wie die Stellgröße bzw. deren Stellwert zu verändern ist (z.B. deren relative Veränderung).
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wurde erkannt, dass bei sogenannten Rezeptanwendungen folgende Diskrepanz entsteht. Zum Zeitpunkt der Rezepterstellung werden verschiedene Prozessparameter eingestellt, die allerdings vor allem von der Targetnutzung in dessen Vergangenheit abhängig sind. Beispielsweise kann die Sputterleistung mit der Targetabnutzung geändert werden, um die Sputterrate stabil zu halten. Das kann alternativ oder zusätzlich für den Gasfluss und/oder die Gaszusammensetzung zutreffen.
Eine ähnliche Diskrepanz ergibt sich beim manuellen Korrigieren von Rezepten. Sollte das Rezept mit den tatsächlichen Einstellungen zum Zeitpunkt der Erstellung gespeichert werden, ergeben sich bei an sich gleichen Rezepten Unterschiede, wenn sie mit unterschiedlich benutzen Targets erstellt wurden. Die Rezepte sind somit nicht mehr ohne weiteres vergleichbar und eine entsprechende Korrektur nur für erfahrenes Personal möglich bzw. nicht ohne weiteres nachvollziehbar.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird bereitgestellt, dass beim Laden eines Rezeptes die tatsächlich anzuwendenden Betriebsparameter (auch als Prozessparameter bezeichnet) aus dem Rezept heraus an die aktuellen Nutzungsdaten des Targets angepasst werden.
Dies kann beispielsweise erfolgen, indem rezeptbezogen das Driften der Prozessparameter mit Veränderung des Targets erfasst und analysiert werden. Zunächst wird beispielsweise ein konkretes Rezept geladen. Im Verlauf des Sputterprozesses werden manuelle Anpassungen des Rezeptes vorgenommen, um die tatsächlichen Produkteigenschaften zu erreichen. Durch die substratbezogene Speicherung der aktuellen Prozessparameter in einer Prozessdatenbank kann das Driften der Prozessparameter ermittelt und als Polynom (auch als Driftpolynom bezeichnet) approximiert werden. In Kombination mit einem Targetverwaltungsmodul wird es möglich, die relative Drift als Polynom zu beschreiben.
Ferner wird ermöglicht, die absolute Drift zu ermitteln. Wenn die absolute Drift bekannt ist, können die Rezepte normalisiert werden, beispielsweise indem der Einfluss des Targetzustandes herausgerechnet wird. Die Normalisierung eines Rezeptes kann beispielsweise aufweisen, dass die Prozessparameter auf ein ungenutztes Target umgerechnet werden.
Zusätzlich kann in jedem Rezept das Driftpolynom der Prozessparameter abspeichert werden. Nach bisherigen Erfahrungen stellen Polynome 3. Grades zur Beschreibung der Drift einen guten Kompromiss aus Genauigkeit und Komplexität bereit.
Nach der Normalisierung eines Rezeptes können die normalisierten Rezeptparameter entsprechend der Targetnutzung adaptiert und dann zur Anwendung gebracht werden. Dadurch lässt sich von Anbeginn die Produktion nach dem Laden eines Rezeptes mit konstanter Qualität fortsetzen ohne dass eine manuelle Korrektur der Prozessparameter unbedingt notwendig ist. Es wird dadurch außerdem möglich, nicht nur die Startparameter den aktuellen Gegebenheiten anzupassen. Es ist ebenso möglich, die Anpassung der Parameter während der Produktion automatisch nachzuführen. Bei einem geregelten Sputterprozess wäre eine manuelle Korrektur an sich nicht erforderlich, da die Steuervorrichtung automatisch nach einer gewissen Zeit die Zielparameter erreicht. Jedoch wird in dieser Zeit nur eine verminderte Produktqualität erreicht oder sogar Ausschuss produziert. Berücksichtigt man für den geregelten Sputterprozess ebenfalls die Driftkorrektur, so kann man gezielt optimale Startwerte für die Steuervorrichtung ermitteln. Somit beginnt die Steuervorrichtung sehr nahe am Zielwert mit dem Stelleingriff (und/oder der Rückführung) und die hergestellten Produkte haben nahezu konstante Qualität. Das Einschwingen des Sputterprozesses wird deutlich verkürzt.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine automatische Driftermittlung bereitgestellt. Beispielsweise werden mit jedem Substrat oder durch Wertanpassungen zum Beispiel bei manueller Anpassung getriggert oder in periodischen Abständen alle Prozessparameter gespeichert. Auf der Basis dieser gespeicherten Werte kann bereits eine automatische Driftkompensation erfolgen. Da die Ausgangszustände jedoch nicht immer bekannt sind, kann die Driftkompensation mit jedem erneuten Laden des Rezeptes auch wieder neu begonnen werden.
Daher kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen ein Targetverwaltungsmodul bereitgestellt werden. In einem solchen Targetverwaltungsmodul werden die aktuellen Targetkennwerte bei Abschaltung oder Rezeptwechsel zwischengespeichert. Somit sind diese beim Laden eines Rezeptes verfügbar und können berücksichtigt werden. Aufgrund der getriggerten Speicherung von Prozessparametern und der Verfügbarkeit von Targetkennwerten wird eine vollständige und automatische Driftkompensation ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich können Rezepte äquivalent zur Kompensation auf Prozessparameter umgerechnet werden, wie sie für ein unverbrauchtes Target einzustellen wären. Damit werden Rezepte vergleichbar und können für beliebige Targetkennwerte umgerechnet werden. Da es sich um normalisierte Rezepte handelt, können auch manuelle Korrekturen bei äquivalenten Rezepten einfacher durchgeführt werden und sie werden nachvollziehbar und transparent.
In einem Beispiel kann zur Driftkorrektur der Prozessparameter als Funktion des energetischen Targetverbrauchs gemäß einem Polynomansatz dargestellt werden. Als typischer Polynomansatz genüget ein Polynom 3ten Grades. Die Polynomparameter werden aus den gespeicherten Prozessparametern und den entsprechenden Energieverbrauchswerten mittels der Least Square Methode (Gaußsche Methode der kleinsten Quadrate) ermittelt. Entsprechend dieser ermittelten Polynomkoeffizienten werden dann aus den Rezeptdaten und den aktuellen Targetkennwerte (z.B. Targetverbrauchswerten) die tatsächlichen Prozessparameter derart initialisiert, dass die bestimmten Werte erreicht werden.
1 veranschaulicht einen Sputterprozess gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Diagramm 100, in welchem verschiedene Größen 105 über der Targetkenngröße 101 aufgetragen ist. Die verschiedenen Größen 105 weisen auf: eine Betriebsgröße 105e und eine Prozesskenngröße 105a.
Die Targetkenngröße 101 ist eine Kenngröße, welche eine Vergangenheit des Targets repräsentiert (beispielsweise eine oder mehr als eine Angabe darüber aufweisen kann), z.B. eine Vorgeschichte des Targets repräsentierend (beispielsweise eine Angabe darüber aufweisen kann). Beispiele für die Angaben über die Vergangenheit des Targets weisen auf, unter welchen Umständen und/oder wie lange das Target betrieben wurde, unter welchen Umständen und/oder wie lange das Target gelagert wurde (z.B. an Atmosphäre und/oder an Schutzgas), unter welchen Umständen und/oder wie lange das Target existiert (z.B. seit dem es hergestellt wurde).
Als Targetkenngröße 101 kann beispielsweise der Ist-Zustand eines Targets, das mittels des Sputterprozesses zerstäubt wird, verwendet werden (z.B. eine Angabe darüber). Anschaulich kann der Ist-Zustand des Targets als Ergebnis der Vorgeschichte des Targets verstanden werden. Wird das Target beispielsweise häufig oder schlecht betrieben, lässt sich das anhand der Targetbeschaffenheit ablesen.
Der Ist-Zustand des Targets kann beispielsweise einen physischen Ist-Zustand des Targets (auch als physische Targetbeschaffenheit bezeichnet) und/oder einen chemischen Ist-Zustand des Targets (auch als chemische Targetbeschaffenheit bezeichnet) aufweisen. Beispiele für den physischen Ist-Zustand weisen auf: die Ist-Masse des Targets, die Ist-Form des Targets, das Ist-Volumen des Targets, den Ist-Durchmesser des Targets, eine Mischung davon oder eine Abweichung davon vom Ausgangszustand des Targets. Der Ausgangszustand des Targets ist derjenige Zustand, in dem das Target eine Betriebsdauer von Null aufweist. Wurde von dem Target beispielsweise bisher eine bestimmte Masse an Beschichtungsmaterial zerstäubt, kann die verbleibende Masse des Targets diese Vorgeschichte repräsentieren.
Beispiele für den chemischen Ist-Zustand weisen auf: eine chemische Ist-Zusammensetzung des Targets, ein Ist-Sauerstoffgehalt des Targets, ein Ist-Wassergehalt des Targets, ein Ist-Passivierungsgrad des Targets, eine Mischung davon oder eine Abweichung davon vom Ausgangszustand des Targets. Wurde das Target beispielsweise unter schlechten Umständen gelagert, kann eine chemische Zusammensetzung des Targets diese Vorgeschichte repräsentieren. Weist das Target beispielsweise Lithium auf, kann dieses hygroskopisch sein, so dass das Target mit zunehmender Lagerdauer Wasser aufnimmt und damit verschlechtert wird.
Dementsprechend kann die Targetkenngröße 101 eine oder mehr als eine physische Angabe über das Target und/oder eine oder mehr als eine chemische Angabe über das Target aufweisen.
Die Targetkenngröße 101 kann alternativ oder zusätzlich eine oder mehr als eine zeitliche Angabe über das Target aufweisen. Beispiele für die zeitliche Angabe weisen auf: die Betriebsdauer des Targets, das Alter des Targets, die Lagerdauer des Targets, das Herstellungsdatum des Targets und/oder eine Mischung davon. Wurde das Target beispielsweise bisher kaum betrieben, kann die Betriebsdauer des Targets diese Vorgeschichte repräsentieren.
Als Targetkenngröße 101 kann eine oder mehr als eine Angabe über die Umstände, unter denen das Target existierte (z.B. gelagert wurde und/oder betrieben wurde), aufweisen. Beispiele für die Angabe über die Umstände weisen auf: ein Druck, in dem das Zerstäuben des Targets erfolgte, eine elektrische Prozessleistung, eine chemische Gaszusammensetzung, in der das Zerstäuben des Targets erfolgte, usw. Der Druck, in dem das Zerstäuben eines Indiumtargets unmittelbar nach dem Einbringen in ein Vakuum erfolgt (auch als Einsputterdruck bezeichnet) beeinflusst beispielsweise die Oxidationsrate uns spätere Zerstäubungsrate des Targets. Die Prozessleistung beeinflusst beispielsweise die Zerstäubungsrate (d.h. zerstäubte Masse pro Zeit) und/oder die Oxidationsrate des Targets. Die Gaszusammensetzung, in der das Zerstäuben des Targets erfolgte, beeinflusst beispielsweise die Zerstäubungsrate (d.h. zerstäubte Masse pro Zeit) und/oder die Oxidationsrate des Targets.
Im Folgenden wird als exemplarische Targetkenngröße 101 unter anderem die leicht verständliche Betriebsdauer des Targets verwendet. Es kann verstanden werden, dass das für die Betriebsdauer Beschriebene in Analogie für jede andere Targetkenngröße 101 gelten kann.
Die Betriebsdauer des Targets kann diejenige Zeitspanne aufweisen, in welcher das Target einem Plasma ausgesetzt war, mittels welchem das Target beispielsweise zerstäubt wird. Beispielsweise kann die Betriebsdauer auch diejenige Dauer aufweisen, in der das Target kaum oder nicht mittels des Plasmas zerstäubt wird (z.B. wenn das Target von dem Plasma nur chemisch reagiert wird). Zeiten, in denen das Target keinem Plasma ausgesetzt wird, werden beispielsweise nicht zur Betriebsdauer gezählt.
Der Sputterprozess kann mittels einer oder mehr als einer Betriebsgröße 105e betrieben, z.B. aufrechterhalten und/oder versorgt werden. Beispielsweise kann der Sputterprozess mittels der Betriebsgröße 105e gesteuert und/oder geregelt werden, z.B. indem die Betriebsgröße 105e als Stellgröße verwendet wird. Beispiele für die Betriebsgröße 105e weisen auf: eine elektrische Prozessleistung, eine Fluidvolumenstrom (z.B. mittels welcher der Sputterprozess versorgt wird), ein Druck (z.B. welchem der Sputterprozess ausgesetzt ist), eine chemische Zusammensetzung, welche dem Sputterprozess zugeführt wird oder welcher der Sputterprozess ausgesetzt ist, eine magnetische Flussdichte, welcher der Sputterprozess ausgesetzt ist. Der Fluidvolumenstrom kann beispielsweise auf ein Fluid (z.B. ein Gas) bezogen sein, welches dem ersten Prozess zugeführt und/oder entzogen wird.
Im Folgenden wird als exemplarische Betriebsgröße 105e unter anderem die leicht verständliche Prozessleistung 105e verwendet. Es kann verstanden werden, dass das für die Prozessleistung 105e Beschriebene in Analogie für jede andere Betriebsgröße 105e gelten kann. Beispiele für die Prozessleistung weisen auf: die elektrische Leistung, mittels welcher der Sputterprozess und/oder das Plasma versorgt werden, und/oder die elektrische Leistung, welche von dem Sputterprozess umgesetzt wird.
Die Prozesskenngröße 105a kann im Allgemeinen den Arbeitspunkt des Sputterprozess repräsentieren, beispielsweise mittelbar über dessen Resultat oder unmittelbar über dessen Ist-Betriebsgröße(n). Die Prozesskenngröße 105a kann beispielsweise mittels eines Messglieds (z.B. einen oder mehr als einen Sensors aufweisend) erfasst werden und/oder mittels eines Prozessors basierend auf einer oder mehr als einer Messgröße berechnet werden.
Die Prozesskenngröße 105a kann beispielsweise das Resultat des Sputterprozesses repräsentieren (dann auch als ex-situ-Prozesskenngröße bezeichnet), beispielsweise indem das Resultat der Sputterprozesses als Messgröße erfasst wird. Wird mittels des Sputterprozesses beispielsweise ein Substrat 102 bearbeitet, kann die ex-situ-Prozesskenngröße mittels Erfassens des bearbeiteten Substrats erhalten werden. Beispiele für die ex-situ-Prozesskenngröße können aufweisen: ein Flächenwiderstand des Substrats, eine Schichtdicke des Substrats, ein optisches Spektrum des Substrats (z.B. in Transmission und/oder Reflexion), ein Transmissionsgrad des Substrats, ein Reflexionsgrad des Substrats, eine chemische Zusammensetzung der mittels des Sputterprozesses gebildeten Schicht. Die ex-situ-Prozesskenngröße kann beispielsweise auf eine Beschichtung des Substrats bezogen sein.
Die Prozesskenngröße 105a kann beispielsweise den Ist-Arbeitspunkt des Sputterprozesses repräsentieren (dann auch als in-situ-Prozesskenngröße 105a bezeichnet), beispielsweise indem eine Betriebsgröße des Sputterprozesses, z.B. eine Eigenschaft des Plasmas und/oder dessen Zerstäubungsrate, als Messgröße erfasst wird. Beispiele für die in-situ-Prozesskenngröße 105a können aufweisen: eine Zerstäubungsrate des Sputterprozesses, eine Spektrum des Plasmas, eine elektrische Größe des Sputterprozesses (z.B. Spannung, Strom und/oder Leistung), ein Druck des Plasmas, ein Gasdruck (dem das Plasma ausgesetzt ist), eine Temperatur des Plasmas, usw.
Im Folgenden wird als exemplarische Prozesskenngröße 105a unter anderem die leicht verständliche Zerstäubungsrate 105a verwendet. Es kann verstanden werden, dass das für die Zerstäubungsrate 105a Beschriebene in Analogie für jede andere Prozesskenngröße 105a gelten kann.
Die Prozesskenngröße 105a ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen eine Funktion der Targetkenngröße 101. Beispielsweise ändert sich die Prozesskenngröße 105a in Abhängigkeit des Ist-Wert der Targetkenngröße 101 (allgemeiner auch als Prozessdrift oder vereinfacht als Drift bezeichnet). Um dem Prozessdrift entgegenzuwirken, wird die Betriebsgröße 105e verändert, beispielsweise mittels eines automatischen oder manuellen Stelleingriffs.
In einem leicht verständlichen Beispiel nimmt die Zerstäubungsrate 105a mit zunehmender Betriebsdauer 101 des Targets ab. Um der Abnahme Zerstäubungsrate 105a mit zunehmender Betriebsdauer 101 entgegenzuwirken, wird beispielsweise die Prozessleistung 105e erhöht, beispielsweise automatisch oder manuell.
Allgemeiner gesprochen kann das Verändern der Betriebsgröße 105e beispielsweise automatisiert, z.B. mittels einer Steuervorrichtung, oder manuell von Hand erfolgen. Das Verändern der Betriebsgröße 105e kann beispielsweise basierend auf dem Ist-Zustand der Prozesskenngröße 105a, welche den Arbeitspunkt des Sputterprozesses repräsentiert, erfolgen.
2 veranschaulicht ein Verfahren 200 zum Durchführen eines oder mehr als eines Sputterprozesses 251 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.
Hierin wird exemplarisch auf einen Sputterprozess 251 Bezug genommen, der mittels des Verfahrens 200 durchgeführt wird. Werden mittels des Verfahrens 200 mehrerer Sputterprozesse 251 durchgeführt, kann das für den einen Sputterprozess 251 beschriebene in Analogie für jeden der mehreren Sputterprozesse 251 erfolgen.
Mittels des Sputterprozesses 251, z.B. dessen Plasma, kann ein oder mehr als ein Target 104 zerstäubt werden. Im Folgenden wird auf ein Target Bezug genommen, das mittels des Sputterprozess 251 zerstäubt wird. Werden mittels des Sputterprozesses 251 mehrere Targets zerstäubt, kann das für das eine Target Beschriebene für jedes Target der mehreren Targets gelten.
Mittels des Sputterprozesses 251 kann ein oder mehr als ein Substrat 102 in einer Vakuumkammer 802 bearbeitet 201, z.B. mittels des vom Target 104 zerstäubten Materials (auch als Beschichtungsmaterial bezeichnet) beschichtet 201, werden. Beispielsweise können mehrere Substrate 102 nacheinander mittels des Sputterprozesses 251 bearbeitet 201, z.B. beschichtet 201, werden.
Das Verfahren 200 kann aufweisen, in 203, Ermitteln zumindest einer Kenngröße (auch als Targetkenngröße 101 bezeichnet), welche die Vergangenheit eines Targets 104 repräsentiert. Die Targetkenngröße 101 kann beispielsweise die Abweichung des Ist-Zustandes des Targets vom Ursprungszustand des Targets 104, z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad, repräsentieren. Beispielsweise kann die Betriebsdauer des Targets 104 als Targetkenngröße 101 ermittelt werden.
Hierin wird auf den Ursprungszustand des Targets als exemplarischen Referenz-Zustand Bezug genommen. Es kann verstanden werden, dass das für den Ursprungszustand Beschriebene auf für jeden anderen Referenz-Zustand des Targets gelten, kann, z.B. für einen Zustand des Targets nach dem Zerstäuben für eine vordefinierte Dauer und/oder bei vordefinierten Umständen.
Das Verfahren 200 kann aufweisen, in 205, Ansteuern des Sputterprozesses 251, mittels welchem das Target zerstäubt wird, basierend auf einem Modell 210 und/oder basierend auf der Targetkenngröße 101. Beispielsweise kann ein Soll-Arbeitspunkt basierend auf dem Modell 210 und/oder basierend auf der Targetkenngröße 101 ermittelt werden. Das Ansteuern des Sputterprozesses 251 kann dann gemäß dem Soll-Arbeitspunkt erfolgen. Der Soll-Arbeitspunkt kann eine oder mehr als eine Betriebsgröße 105e aufweisen, z.B. deren Soll-Wert.
Das Ansteuern des Sputterprozesses 251 kann beispielsweise aufweisen, ein oder mehr als ein Stellglied 206 anzusteuern, mittels welchem der Sputterprozess 251 betrieben, z.B. versorgt und/oder aufrechterhalten wird. Das eine oder mehr als eine Stellglied 206 kann beispielsweise gemäß dem Soll-Arbeitspunkt angesteuert werden. Das Ansteuern des Sputterprozesses 251 kann beispielsweise erfolgen, indem eine oder mehr als eine Betriebsgröße 105e, mittels welcher der Sputterprozesses 251 betrieben, z.B. versorgt und/oder aufrechterhalten wird, verändert wird.
Beispiele für das eine oder mehr als eine Stellglied 206 werden nachfolgend erläutert.
Ein anzusteuerndes Stellglied 206 ist in einem ersten Beispiel eingerichtet, das elektrische Versorgen des Plasmas zu beeinflussten. Beispielsweise kann das Stellglied 206 einen Generator aufweisen und/oder eingerichtet sein, eine dem Plasma zuführte elektrische Spannung als Betriebsgröße 105e, eine dem Plasma zuführte elektrische Leistung als Betriebsgröße 105e, und/oder eine dem Plasma zuführte elektrische Stromstärke als Betriebsgröße 105e zu stellen.
Ein anzusteuerndes Stellglied 206 ist in einem zweiten Beispiel eingerichtet, das Magnetfeld, in dem das Plasma erzeugt wird, zu beeinflussten, z.B. dessen räumliche Verteilung als Betriebsgröße 105e. Beispielsweise kann jedes Stellglied 206 eine Hubvorrichtung aufweisen und/oder eingerichtet sein, einen Magneten des Magnetsystems zu verschieben. Wird das Magnetfeld verändert, kann dies das Plasma und damit die Rate verändern, mit der das Beschichtungsmaterial zerstäubt wird (auch als Zerstäubungsrate bezeichnet).
Ein anzusteuerndes Stellglied 206 ist in einem dritten Beispiel eingerichtet, das Versorgen des Plasmas mit Arbeitsgas zu beeinflussen, z.B. den Gesamtzufluss des Arbeitsgases als Betriebsgröße 105e. Das Arbeitsgas kann anschaulich das Gas sein, welches zum Bilden des Plasmas ionisiert wird. Beispielsweise kann das Stellglied 206 ein Ventil aufweisen und/oder eingerichtet sein, den Gesamtzufluss des Arbeitsgases zu verändern. Wird der Gesamtzufluss verändert, kann dies den Druck verändern, dem das Plasma und/oder das zerstäubte Beschichtungsmaterial ausgesetzt sind. Ein größerer Druck kann das zerstäubte Beschichtungsmaterial stärker streuen, was den Transfer des Beschichtungsmaterials zu dem Substrat beeinflusst, und/oder kann das Bilden des Plasmas beeinflussen.
Ein anzusteuerndes Stellglied 206 ist in einem vierten Beispiel eingerichtet, die räumliche Verteilung des Arbeitsgases als Betriebsgröße 105e zu beeinflussten. Beispielsweise kann das Stellglied ein Ventil aufweisen und/oder eingerichtet sein, den Gesamtzufluss des Arbeitsgases aufzuteilen auf mehrere Gaszufuhrkanäle (auch als Gaskanal bezeichnet). Wird die räumliche Verteilung des Versorgens des Plasmas mit Arbeitsgas verändert, kann dies einen Druckgradienten verändern, dem das Plasma und/oder das zerstäubte Beschichtungsmaterial ausgesetzt sind.
Das Modell 210 kann eine Verknüpfung zwischen einem Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 und der zumindest einen Targetkenngröße 101 implementieren. Die Verknüpfung legt allgemein gesprochen fest, wie der Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 und der Targetkenngröße 101 miteinander zusammenhängen. Die Verknüpfung kann mittels einer oder mehr als einer logischen (z.B. boolescher) Operation, mittels einer oder mehr als einer mathematischen Operation, mittels einer oder mehr als einer Transformation oder Ähnlichem implementiert werden.
Das Modell 210 kann derart eingerichtet sein, dass die Targetkenngröße 101 (z.B. deren Wert) in den Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 (z.B. dessen Wert) umgesetzt werden kann, der dann beispielsweise als Soll-Arbeitspunkt verwendet werden kann. Das Modell 210 kann beispielsweise derart eingerichtet sein, dass er Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 (z.B. dessen Wert) in die Targetkenngröße 101 (z.B. deren Wert) umgesetzt werden kann.
Beispiele für Bestandteile des Modells 210 weisen auf: eine Umsetzungstabelle (auch als Lookup-Tabelle bezeichnet), eine oder mehr als eine explizit formulierte Verknüpfung (z.B. eine mathematische Funktion aufweisend), z.B. ein Gleichungssystem, eine oder mehr als eine Matrix, oder dergleichen. Die mathematische Funktion kann beispielsweise eingerichtet sein, eine oder mehr als eine Targetkenngröße 101 auf den Arbeitspunkt (z.B. in eine oder mehr als eine Betriebsgröße 105e) oder eine oder mehr als eine Targetkenngröße und den Arbeitspunkt auf eine Korrektur des Arbeitspunkts abzubilden.
Hierin wird auf eine einfach verständliche mathematische Funktion als exemplarisches Modell Bezug genommen. Die mathematische Funktion kann beispielsweise ein Polynom n-ten Grades aufweisen (n kann beispielsweise 2, 3 oder mehr als 3 sein). Je größer n ist, desto genauer kann das Modell sein. Je kleiner n ist, desto weniger Rechenleistung kann benötigt werden. Für n=3 wird ein sehr guter Kompromiss aus Komplexität und Genauigkeit erhalten, der eine wenig aufwändige und zuverlässige Automatisierung ermöglicht.
Die Verknüpfung kann beispielsweise dem Target 104 zugeordnet sein. Werden mehrere Targets 104 gleichzeitig oder nacheinander mittels des Sputterprozesses 251 zerstäubt, kann das Modell 210 für jedes Target der mehreren Targets eine Verknüpfung, die dem Target zugeordnet ist, zwischen einem Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 und der zumindest einen Targetkenngröße 101 des Targets 104, dem die Verknüpfung zugeordnet ist, implementieren. Dies erreicht, dass die Verknüpfung anschaulich targetbezogen ist, so dass ferner die Identität des Targets berücksichtigt werden kann.
Nachfolgend wird erläutert, wie das Modell ermittelt werden kann.
3 veranschaulicht ein Verfahren 300 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.
Das Verfahren 300 weist auf, in 301, Ermitteln zumindest einer (d.h. einer oder mehr als einer) Targetkenngröße 101, welche die Vergangenheit des Targets 104 repräsentiert. Die Targetkenngröße 101 kann beispielsweise die Abweichung des Ist-Zustandes des Targets vom Ursprungszustand des Targets 104, z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad, repräsentieren. Grundlegend können pro Target mehrere verschiedene Targetkenngrößen 101 ermittelt werden, z.B. das Alter und die Betriebsdauer des Targets. Nachfolgend wird exemplarisch auf eine Targetkenngröße 101 Bezug genommen, wobei das für die eine Targetkenngröße 101 Beschriebene in Analogie für mehrere Targetkenngrößen 101 gelten kann.
Das Verfahren 300 weist ferner auf, in 301, Ermitteln eines Arbeitspunktes (z.B. Ist-Arbeitspunktes oder Soll-Arbeitspunktes) des Sputterprozesses 251, mittels welchem das Target 104 zerstäubt wird. Der Arbeitspunkt kann eine oder mehr als eine Betriebsgröße 105e aufweisen, die ermittelt wird. Grundlegend können mehrere verschiedene Betriebsgrößen 105e ermittelt werden, z.B. die Prozessleistung und die Gaszuflussrate. Nachfolgend wird exemplarisch auf eine den Arbeitspunkt repräsentierende Betriebsgröße 105e Bezug genommen, wobei das für die eine Betriebsgröße 105e Beschriebene in Analogie für mehrere Betriebsgrößen 105e gelten kann.
Die Betriebsgröße 105e und Targetkenngröße 101 können derart ermittelt werden, dass diese miteinander korrelieren (z.B. miteinander in Wechselbeziehung stehen), z.B. zeitlich und/oder kausal. Beispielsweise können diese im Wesentlichen gleichzeitig ermittelt werden, oder beide zumindest innerhalb eines vordefinierten Zeitintervalls I. Das Zeitintervall I kann beispielsweise kleiner sein, als der zeitliche Abstand unmittelbar aufeinanderfolgender Messungen der Betriebsgröße 105e.
Die Targetkenngröße 101, z.B. deren Wert T, kann beispielsweise zu einem oder mehr als einem Zeitpunkt t_a (a=1, 2, 3,...) ermittelt, so dass ein oder mehr als ein Wertepaar T(t_a)=(T, t_a) erhalten wird. Beispielsweise kann die Zeitabhängigkeit des Werts T ermittelt werden. Die ermittelte Targetkenngröße 101, z.B. deren Zeitabhängigkeit und/oder zeitdiskrete Werte T(t_a), kann abgespeichert werden, z.B. in einer Datenbank.
Die Betriebsgröße 105e, deren Wert B, kann beispielsweise zu einem oder mehr als einem Zeitpunkt t_b (z=1, 2, 3,...) ermittelt, so dass ein oder mehr als ein Wertepaar B(t_b)=(B, t_b) erhalten wird. Beispielsweise kann die Zeitabhängigkeit des Werts B ermittelt werden. Die ermittelte Betriebsgröße 105e, z.B. deren Zeitabhängigkeit und/oder zeitdiskrete Werte B(t_b), kann abgespeichert werden, z.B. in einer Datenbank.
Das Ermitteln der Targetkenngröße 101 und/oder der Betriebsgröße 105e kann manuell ausgelöst werden, beispielsweise indem ein Benutzer das Ermitteln der Targetkenngröße 101 zu einem Zeitpunkt instruiert. Alternativ oder zusätzlich kann das Ermitteln der Targetkenngröße 101 automatisch erfolgen, beispielsweise mit einem vordefinierten Raster (z.B. alle 100 Millisekunden) und/oder durch ein Ereignis ausgelöst. Beispiele für das Ereignis weisen auf: Wechsel des Substrats, das beschichtet wird, Ablauf eine Timers, ein manueller Stelleingriff, ein automatischer Stelleingriff.
Das Verfahren 300 weist ferner auf, in 303, Ermitteln des Modells 210 basierend auf der erfassten Targetkenngröße 101 und der erfassten Betriebsgröße 105e. Es kann verstanden werden, dass das Ermitteln des Modells 210 aufweisen kann, das Modell 210 erstmals zu ermitteln (z.B. beim Einrichten einer Sputtervorrichtung), oder aufweisen kann, ein vorhandenes Modell 210 zu aktualisieren.
Das Modell 210 implementiert somit die Verknüpfung zwischen dem Arbeitspunkt des Sputterprozesses und der Targetkenngröße 101. Nachfolgend wird auf eine einfach verständliche mathematische Funktion B(T) (auch als Arbeitspunktfunktion bezeichnet) als exemplarisches Modell Bezug genommen. Die mathematische Funktion B(T) kann beispielsweise ein Polynom n-ten Grades aufweisen (n kann beispielsweise 2, 3 oder mehr als 3 sein). Beispielsweise kann die B(T) = g₀ + g₁ • T + g₂ • T² + g₃ • T³ sein. Allgemeiner gesprochen kann das Polynoms n-ten Grades als $B (T) = \sum_{i = 0}^{n} g_{i} T^{i}$
geschrieben werden, wobei beispielsweise n=2, n=3 oder n>3 sein kann.
Die Parameter g_i des Polynoms n-ten Grades können gemäß verschiedenen Ausführungsformen mittels einer Ausgleichsrechnung ermittelt werden, müssen dies aber nicht notwendig. Die Ausgleichsrechnung (auch als Parameterschätzung oder Anpassung bezeichnet) ist eine mathematische Optimierungsmethode, mit deren Hilfe für eine Reihe von Stützpunkten S_c (c=1,2,3,...) die Parameter (z.B. g_i) einer vorgegebenen Funktion (z.B. das Polynoms n-ten Grades) ermittelt oder zumindest geschätzt werden können. Regression und Fitting sind häufig verwendete Verfahren der Ausgleichsrechnung. Mittels Ergebnis der Ausgleichsrechnung erhält man die Funktion B(T), welche den Stützpunkten S_c und eventuellen kleinen Widersprüchen bestmöglich angepasst ist. Beispielsweise kann die Ausgleichsrechnung mittels der Methode der kleinsten Quadrate erfolgen. Diese Methodik minimiert die Residuenquadratsumme, d.h. die Summe aus der quadrierten Differenz zwischen Stützpunkten S_c und Funktion B(T). Die Differenzen zwischen den Stützpunkten S_c und Funktion B(T) werden Residuen genannt und machen Aussagen über die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Modells 210.
Liegen die Zeitpunkte, an denen die Betriebsgröße 105e und die Targetkenngröße 101 ermittelt werden, ausreichend nah beieinander (z.B. t_b ≈ t_a für a=b oder zumindest t_b - t_a < I für a=b), muss nicht notwendig das Wertepaar B(t_b)=(B,t_b) bzw. das Wertepaar T(t_a)=(T,t_a) ermittelt werden. In dem Fall kann unmittelbar das Wertepaar B_c(T)=(B,T)_c ermittelt werden, wobei der Index c die Wertepaare indiziert, z.B. fortlaufend. Die Arbeitspunktfunktion B(T) kann dann basierend auf mehreren Wertepaaren B_c(T)=(B,T)_c ermittelt werden, beispielsweise mittels einer Ausgleichsrechnung. Je größer die Anzahl der Wertepaare B_c(T) ist, desto genauer wird das Modell 210. Die Ausgleichsrechnung kann die Wertepaare B_c(T) als Stützpunkte verwenden, d.h. S_c = B_c(T).
Liegen die Zeitpunkte, an denen die Betriebsgröße 105e und die Targetkenngröße 101 ermittelt werden, nicht ausreichend nah beieinander (z.B. t_b - t_a > I für a=b), kann basierend auf mehreren Wertepaaren B(t_b) eine erste Funktion B(t) und basierend auf mehreren Wertepaaren T(t_a) eine zweite Funktion T(t) ermittelt werden. Dazu kann beispielsweise eine Ausgleichsrechnung durchgeführt werden. Die erste Funktion B(t) und/oder die zweite Funktion T(t) können beispielsweise ein Polynom n-ten Grades aufweisen (n kann beispielsweise 2, 3 oder mehr als 3 sein). Die Ausgleichsrechnung für die erste Funktion B(t) kann die Wertepaare B(t_b) als Stützpunkte verwenden, d.h. S_c=b = B(t_b). Die Ausgleichsrechnung für die zweite Funktion T(t) kann die Wertepaare T(t_a) als Stützpunkte verwenden, d.h. S_c=a = T(t_a). Die Funktionen B(t) und T(t) sind dann nichts weiter als eine parametrisierte Darstellung der Arbeitspunktfunktion B(T) = B (T (t), t) = (B (t), T (t)).
4 veranschaulicht ein Verfahren 400 gemäß verschiedenen Ausführungsformen in einem schematischen Ablaufdiagramm.
Grundsätzlich kann es erforderlich sein, mittels derselben Sputtervorrichtung verschiedene Herstellungsziele (z.B. Produkteigenschaften) zu realisieren, z.B. Beschichtungen herzustellen zu können, die sich voneinander unterscheiden, z.B. in ihrer chemischen Zusammensetzung. In dem Fall kann es nötig sein, die Sputtervorrichtung gemäß dem Herstellungsziel umzurüsten, z.B. indem das Target gewechselt wird und/oder indem ein neuer Arbeitspunkt eingestellt wird. Damit das Umrüsten der Sputtervorrichtung möglichst schnell erfolgen kann, kann der Arbeitspunkt der Sputtervorrichtung für jedes Herstellungsziel abgespeichert werden, so dass später darauf zurückgegriffen werden kann. Dies erleichtert es, das Umrüsten zu automatisieren.
Die für ein konkretes Herstellungsziel Z_k (k=1,2, 3,..., wobei Z_k ≠ Z_k+1) verwendeten Parameter (z.B. Betriebsgrößen und/oder andere Einstellungen der Sputtervorrichtung aufweisend) können als Parametersatz R_k (anschaulicher auch als Rezept bezeichnet) abgespeichert werden, welches dem Herstellungsziel zugeordnet ist. Das Rezept R_k (wobei R_k ≠ R_k+1) gibt anschaulich die Parameter an, die zuletzt oder häufig zur Herstellung eines bestimmten Produkts, welches das beschichtete Substrat aufweist, verwendet werden sollen.
Allgemeiner gesprochen weist das Rezept R_k eine oder mehr als eine Angabe (auch als Rezeptangabe bezeichnet) zum Betreiben des Sputterprozesses 251 gemäß dem Herstellungsziel auf. Beispiele für die Rezeptangabe weisen auf: Betriebsgröße 105e, Prozesskenngröße 105a, Targetkenngröße 101.
Das hierin bereitgestellte Verfahren 200, 300 vereinfacht das Umrüsten der Sputtervorrichtung bzw. das Ermitteln eines Rezepts. Anschaulich wird beim Ermitteln des Rezeptes R_k zusätzlich das Modell 210 berücksichtigt. Dies ermöglicht es, ein Rezeptes R_k zu ermitteln, das unabhängig von dem jeweils verwendeten Target bzw. dessen Vorgeschichte ist (auch als normiertes Rezept oder Referenz-Rezept bezeichnet), beispielsweise mittels des Modells 210. Beispielsweise kann der Ist-Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 mittels des Modells 210 in das Referenz-Rezept R_k überführt werden.
Das Referenz-Rezept R_k kann anschaulich einen (z.B. targetunabhängigen) Referenz-Arbeitspunkt als Rezeptangabe aufweisen. Beispielsweise kann der Ist-Arbeitspunkt des Sputterprozesses 251 mittels des Modells 210 in den Referenz-Arbeitspunkt überführt werden.
Mittels des Referenz-Rezepts R_k kann wiederum der Soll-Arbeitspunkt ermittelt werden, der das konkret verwendete Target bzw. dessen Vorgeschichte berücksichtigt. Somit kann der Sputterprozess 251 zuverlässig und ohne viel Aufwand gemäß einem neuen Herstellungsziel eingerichtet werden.
Es kann verstanden werden, dass das Ermitteln des Rezeptes R_k aufweisen kann, das Rezept R_k 210 erstmals zu ermitteln (z.B. beim Einrichten einer Sputtervorrichtung), oder aufweisen kann, ein vorhandenes Rezept R_k zu aktualisieren.
Das Verfahren 400 weist auf, in 401, Ermitteln eines Arbeitspunktes (z.B. Ist-Arbeitspunktes oder Soll-Arbeitspunktes) eines Sputterprozesses, mittels welchem das Target zerstäubt wird; und in 403, Ermitteln eines Rezepts R_k basierend auf dem Modell 210 und basierend auf dem Arbeitspunkt, wobei das Modell eine Verknüpfung zwischen dem Arbeitspunkt des Sputterprozesses und der zumindest einen Kenngröße, welche die Vergangenheit des Targets 104 (z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad) repräsentiert, implementiert.
Das Ermitteln des Rezepts R_k kann aufweisen, den Arbeitspunkt unter Verwendung des Modells 210 in den Referenz-Arbeitspunkt zu überführen. Der Referenz-Arbeitspunkt kann beispielsweise der Arbeitspunkt sein, der für das Target 104 im Ausgangszustand (auch als Ursprungszustand bezeichnet) Verwendung gefunden hätte. Allgemeiner gesprochen kann der Referenz-Arbeitspunkt zu einem Zustand des Targets in der Vergangenheit korrelieren.
In einem vereinfachten Beispiel kann die in 401 ermittelte Betriebsgröße 105e, z.B. deren Wert B, mittels der Arbeitspunktfunktion B(T) abgebildet werden auf eine Betriebsgröße des Referenz-Arbeitspunkts bei einer Betriebsdauer des Targets von Null. Selbstverständlich kann auch auf jeden anderen Punkt der Arbeitspunktfunktion B(T), der in der Vergangenheit liegt, abgebildet werden.
In einem verallgemeinerten Beispiel kann die in 401 zum Zeitpunkt t=t_E ermittelte Betriebsgröße 105e, z.B. deren Wert B(t_E), mittels der Arbeitspunktfunktion B(T) abgebildet werden auf eine Betriebsgröße des Referenz-Arbeitspunkts, z.B. auf deren Wert B(t_R<t_E). Der Zeitpunkt t=t_R (auch als Referenz-Zeitpunkt bezeichnet) liegt anschaulich vor dem Zeitpunkt t=t_E des Ermittelns der Betriebsgröße 105e. Beispielsweise kann der Zeitpunkt t=t_R bei einer Betriebsdauer des Targets von Null sein.
Wurde die Betriebsgröße 105e, z.B. deren Wert B(t_R), zum Zeitpunkt t=t_R erfasst, z.B. mittels eines Sensors, kann diese beim Ermitteln des Referenz-Arbeitspunkts verwendet werden, z.B. alternativ oder zusätzlich zu dem auf Basis der Arbeitspunktfunktion B(T) geschätzten Werts.
Ist das Referenz-Rezept R_k ermittelt, kann diese abgespeichert und nachfolgend zum Ansteuern Sputterprozesses 251 verwendet werden.
Wird das Target 104 gewechselt, von einem ersten Target auf ein zweites Target, kann für dasselbe Herstellungsziel dasselbe Referenz-Rezept verwendet werden. Allerdings kann das Modell 210 eine erste Verknüpfung für das erste Target aufweisen und kann eine zweite Verknüpfung für das zweite Target aufweisen. Dann kann das Ansteuern des Sputterprozesses, mittels dessen das erste Target zerstäubt wird, basierend auf dem Referenz-Rezept und der ersten Verknüpfung erfolgen. Nach dem Wechsel des Targets kann das Ansteuern des Sputterprozesses, mittels dessen das zweite Target zerstäubt wird, basierend auf dem Referenz-Rezept und der zweiten Verknüpfung erfolgen.
Wird das Herstellungsziel gewechselt, von einem ersten Herstellungsziel auf ein zweites Herstellungsziel, kann dasselbe erste Target verwendet werden. Allerdings kann für das erste Herstellungsziel ein erstes Referenz-Rezept abgespeichert sein und kann für das zweite Herstellungsziel ein zweites Referenz-Rezept abgespeichert sein. Dann kann das Ansteuern des Sputterprozesses, mittels dessen das erste Target zerstäubt wird, basierend auf dem ersten Referenz-Rezept und der ersten Verknüpfung erfolgen, wenn das erste Herstellungsziel verfolgt wird, und auf dem zweiten Referenz-Rezept und der ersten Verknüpfung erfolgen, wenn das zweite Herstellungsziel verfolgt wird.
In analoger Weise kann beim Wechsel des Herstellungsziels optional das zweite Target gewechselt werden. Dann kann das Ansteuern des Sputterprozesses, mittels dessen das zweite Target zerstäubt wird, basierend auf dem zweiten Referenz-Rezept und der zweiten Verknüpfung erfolgen, wenn das zweite Herstellungsziel verfolgt wird.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele beschrieben, die sich auf vorangehend Beschriebene und in den Figuren Dargestellte beziehen.
Beispiel 1 ist ein Verfahren, aufweisend: Ermitteln zumindest einer Kenngröße (z.B. einen Kenngröße des Ist-Zustands des Targets), welche eine Vergangenheit eines Targets (z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad) repräsentiert; Ansteuern eines Sputterprozesses, mittels welchem das Target zerstäubt wird, basierend auf der zumindest einen Kenngröße.
Beispiel 2 ist das Verfahren gemäß Beispiel 1, wobei das Ansteuern basierend auf einem Modell erfolgt, welches eine Verknüpfung zwischen einem Arbeitspunkt des Sputterprozesses und der zumindest einen Kenngröße implementiert.
Beispiel 3 ist das Verfahren gemäß Beispiel 1 und 2, ferner aufweisend: Ermitteln eines Soll-Arbeitspunkts des Sputterprozesses basierend auf der Kenngröße und/oder basierend auf dem Modell, wobei beispielsweise das Ansteuern des Sputterprozesses gemäß dem Soll-Arbeitspunkt erfolgt.
Beispiel 4 ein Verfahren (z.B. gemäß einem der Beispiele 1 bis 3), aufweisend: Ermitteln zumindest einer Kenngröße (z.B. einen Kenngröße des Ist-Zustands des Targets), welche eine Vergangenheit eines Targets (z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad) repräsentiert; Ermitteln eines Arbeitspunktes (z.B. Ist-Arbeitspunktes oder Soll-Arbeitspunktes) eines Sputterprozesses, mittels welchem das Target zerstäubt wird; Ermitteln eines Modells, wobei das Modell eine Verknüpfung zwischen dem Arbeitspunkt des Sputterprozesses und der zumindest einen Kenngröße implementiert.
Beispiel 5 ist das Verfahren gemäß Beispiel 4, wobei das Modell basierend auf einer ermittelten Zeitabhängigkeit der Kenngröße und einer ermittelten Zeitabhängigkeit des Arbeitspunktes ermittelt wird.
Beispiel 6 ist das Verfahren gemäß Beispiel 4 oder 5, wobei das Modell basierend auf der zu mehreren Zeitpunkten ermittelten Kenngröße ermittelt wird; und/oder wobei das Modell basierend auf dem zu mehreren Zeitpunkten ermittelten Arbeitspunkt ermittelt wird.
Beispiel 7 ist das Verfahren gemäß Beispiel 6, wobei die Kenngröße zu mehreren Zeitpunkten ermittelt wird und/oder wobei der Arbeitspunkt zu mehreren Zeitpunkten ermittelt wird.
Beispiel 8 ist ein Verfahren, aufweisend: Ermitteln eines Arbeitspunktes (z.B. Ist-Arbeitspunktes oder Soll-Arbeitspunktes) eines Sputterprozesses, mittels welchem ein Target zerstäubt wird; Ermitteln eines Referenz-Arbeitspunktes des Sputterprozesses basierend auf dem Arbeitspunkt und basierend auf zumindest einer Kenngröße, welche eine Vergangenheit eines Targets (z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad) repräsentiert, wobei beispielsweise der Referenz-Arbeitspunkt auf einen Zustand des Targets in der Vergangenheit bzw. vor dem Ermitteln des Arbeitspunktes bezogen ist; wobei beispielsweise der Referenz-Arbeitspunkt abgespeichert wird.
Beispiel 9 ist das Verfahren gemäß Beispiel 8, wobei das Ermitteln des Referenz-Arbeitspunktes auf einem Modell basiert, wobei das Modell eine Verknüpfung zwischen dem Arbeitspunkt des Sputterprozesses und der zumindest einen Kenngröße, welche eine Vergangenheit eines Targets (z.B. dessen Ist-Abnutzungsgrad) repräsentiert, implementiert.
Beispiel 10 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 9, wobei das Target beim Ermitteln der zumindest einer Kenngröße mittels des Sputterprozess bei dem Arbeitspunkt zerstäubt wird.
Beispiel 11 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 10, wobei das Ermitteln des Arbeitspunkts basierend auf einem abgespeicherten Referenz-Arbeitspunkt des Sputterprozesses erfolgt.
Beispiel 12 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 11, wobei der Referenz-Arbeitspunkt auf einen Ursprungszustand (z.B. ohne Abnutzung) des Targets bezogen ist; und/oder wobei der Referenz-Arbeitspunkt zu einem Soll-Resultat (z.B. einem Herstellungsziel) des Sputterprozesses korreliert.
Beispiel 13 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 12, wobei die Kenngröße eine Funktion der Vergangenheit des Targets (z.B. deren Dauer, Verlauf und/oder Ereignisse in der Vergangenheit) ist und/oder wobei die Kenngröße zeitabhängig ist.
Beispiel 14 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 13, wobei eine Rate, mit der das Target bei dem Arbeitspunkt zerstäubt wird, eine Funktion der zumindest einen Kenngröße ist.
Beispiel 15 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 14, wobei die Verknüpfung auf das Target bezogen ist (z.B. dem Target zugeordnet ist).
Beispiel 16 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 15, wobei die Kenngröße einen Alterungsprozess des Targets repräsentiert, der von dem Zerstäuben des Targets in der Vergangenheit bewirkt wird.
Beispiel 17 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 16, wobei die Kenngröße eines oder mehr als eines von Folgendem repräsentiert: eine chemische Zusammensetzung des Targets; eine Abweichung des Targets vom Ursprungszustand des Targets.
Beispiel 18 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 17, wobei das Ermitteln der zumindest einen Kenngröße basierend auf einer oder mehr als einer Angabe über die Vergangenheit des Targets basiert; und/oder wobei die Kenngröße die eine oder mehr als eine Angabe über die Vergangenheit des Targets aufweist.
Beispiel 19 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 18, wobei die zumindest eine Kenngröße eine erste Kenngröße aufweist, die eine Energie repräsentiert oder die Energie als Angabe aufweist, welche beim Zerstäuben des Targets umgesetzt wurde.
Beispiel 20 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 19, wobei die zumindest eine Kenngröße eine zweite Kenngröße aufweist, die ein Alter des Targets repräsentiert oder das Alter als Angabe aufweist.
Beispiel 21 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 20, wobei die zumindest eine Kenngröße eine dritte Kenngröße aufweist, die eine Leistung repräsentiert oder die Leistung als Angabe aufweist, welche beim Zerstäuben des Targets umgesetzt wurde.
Beispiel 22 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 21, wobei die zumindest eine Kenngröße eine vierte Kenngröße aufweist, die eine chemische Zusammensetzung repräsentiert oder die chemische Zusammensetzung als Angabe aufweist, welcher das Target beim Zerstäuben ausgesetzt war.
Beispiel 23 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 22, wobei die zumindest eine Kenngröße eine fünfte Kenngröße aufweist, die einen Gasdruck repräsentiert oder den Gasdruck als Angabe aufweist, welchem das Target beim Zerstäuben ausgesetzt war.
Beispiel 24 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 23, wobei die zumindest eine Kenngröße eine sechste Kenngröße aufweist, die eine Dauer repräsentiert oder die Dauer als Angabe aufweist, mit das Target zerstäubt wurde (z.B. Betriebsdauer).
Beispiel 25 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 24, wobei das Modell eine zusätzliche Verknüpfung zwischen dem Arbeitspunkt und einer ermittelten zusätzlichen Kenngröße, welche eine Vergangenheit eines zusätzlichen Targets repräsentiert, implementiert, wobei die zusätzliche Verknüpfung dem zusätzlichen Target zugeordnet ist.
Beispiel 26 ist das Verfahren gemäß Beispiel 25, wobei sich die zusätzliche Verknüpfung und die Verknüpfung voneinander unterscheiden.
Beispiel 27 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 26, ferner aufweisend: Ansteuern des Sputterprozesses, mittels welchem das zusätzliche Target zerstäubt wird, basierend auf der zumindest einen zusätzlichen Kenngröße und/oder dem Modell.
Beispiel 28 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 27, wobei der Sputterprozess ein geregelter Sputterprozess ist, wobei das Ansteuern des Sputterprozesses aufweist, den geregelten Sputterprozess gemäß dem Arbeitspunkt zu initialisieren (z.B. zu starten).
Beispiel 29 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 28, wobei das Modell mehrere Verknüpfungen zwischen dem Arbeitspunkt und einer jeweiligen Kenngröße implementiert, von denen jede Verknüpfung einem Target der mehreren Targets zugeordnet ist, dessen Vergangenheit von der jeweiligen Kenngröße repräsentiert wird.
Beispiel 30 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 29, wobei das Modell die Verknüpfung mittels eines funktionalen Zusammengangs implementiert, welcher die Kenngröße und den Arbeitspunkt aufeinander abbildet.
Beispiel 31 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 30, wobei das Ermitteln des Modells aufweist, eine Ausgleichsrechnung durchzuführen basierend auf mehreren Paaren aus Kenngröße und Arbeitspunkt des Sputterprozesses, welche beispielsweise nacheinander ermittelt wurden.
Beispiel 32 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 31, wobei das Ermitteln der Kenngröße und/oder des Arbeitspunktes mittels eines oder mehr als eines Sensors erfolgen.
Beispiel 33 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 32, wobei mittels des Sputterprozesses ein Substrat beschichtet wird (d.h. ein Beschichtungsprozess durchgeführt wird), beispielsweise indem von dem Target zerstäubtes Material an dem Substrat angelagert wird.
Beispiel 34 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 33, wobei die Kenngröße eine Vergangenheit des Targets vor dem Ermitteln des Arbeitspunktes und/oder vor dem Ermitteln der Kenngröße repräsentiert.
Beispiel 35 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 34, wobei die eine Angabe über die Vergangenheit des Targets aufweist (z.B. Betriebsdauer, Gasdruck, chemische Gaszusammensetzung und/oder Sputterleistung).
Beispiel 36 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 35, wobei die Vergangenheit des Targets mit dem Ermitteln des Arbeitspunktes und/oder mit dem Ermitteln der Kenngröße endet.
Beispiel 37 ist das Verfahren gemäß einem der Beispiele 1 bis 36, wobei der Referenz-Arbeitspunkt: auf die Vergangenheit des Targets bezogen ist (z.B. vor dem Ermitteln der Kenngröße bzw. des Arbeitspunktes), z.B. auf einen Referenz-Zeitpunkt bzw. (z.B. geschätzten) Referenz-Zustand in der Vergangenheit des Targets, wobei das Target beispielsweise zu dem Referenz-Zeitpunkt den Referenz-Zustand (z.B. Ursprungszustand) aufweist.
Beispiel 38 ist eine Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Beispiele 1 bis 37.
Beispiel 39 ist ein nichtflüchtiges Speichermedium, welches Codesegmente aufweist, die eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Beispiele 1 bis 37.
Beispiel 40 ist ein Verwenden einer Angabe über eine Vergangenheit des Targets zum Ansteuern (z.B. Initialisieren) eines Sputterprozesses, mittels welchem das Target zerstäubt wird.

Claims

Verfahren (200), aufweisend: • Ermitteln (203) zumindest einer Kenngröße (101), welche eine Vergangenheit eines Targets (104) repräsentiert; • Ansteuern (205) eines Sputterprozesses (251), mittels welchem das Target (104) zerstäubt wird, basierend auf der zumindest einen Kenngröße (101).
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei das Ansteuern (205) basierend auf einem Modell (210) erfolgt, welches eine Verknüpfung zwischen einem Arbeitspunkt des Sputterprozesses (251) und der zumindest einen Kenngröße (101) implementiert.
Verfahren (200) gemäß Anspruch 1 und 2, ferner aufweisend: Ermitteln eines Soll-Arbeitspunkts des Sputterprozesses (251) basierend auf der Kenngröße (101) und/oder basierend auf dem Modell (210), wobei das Ansteuern des Sputterprozesses (251) gemäß dem Soll-Arbeitspunkt erfolgt.
Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ansteuern des Sputterprozesses (251) ferner basierend auf einem abgespeicherten Referenz-Arbeitspunkt des Sputterprozesses (251) erfolgt, wobei der Referenz-Arbeitspunkt auf einen Referenz-Zustand in der Vergangenheit des Targets (104) bezogen ist.
Verfahren (300), aufweisend: • Ermitteln (301) zumindest einer Kenngröße (101), welche eine Vergangenheit eines Targets (104) repräsentiert; • Ermitteln eines Arbeitspunktes eines Sputterprozesses (251), mittels welchem das Target (104) zerstäubt wird; • Ermitteln eines Modells (210), wobei das Modell (210) eine Verknüpfung zwischen dem Arbeitspunkt des Sputterprozesses (251) und der zumindest einen Kenngröße (101) implementiert.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 5, • wobei das Modell (210) basierend auf der zu mehreren Zeitpunkten ermittelten Kenngröße (101) ermittelt wird; und/oder • wobei das Modell (210) basierend auf dem zu mehreren Zeitpunkten ermittelten Arbeitspunkt ermittelt wird.
Verfahren (200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Kenngröße (101) eine Funktion der Vergangenheit des Targets (104) ist.
Verfahren (200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verknüpfung dem Target (104) zugeordnet ist.
Verfahren (400), aufweisend: • Ermitteln (401) eines Arbeitspunktes eines Sputterprozesses (251), mittels welchem ein Target (104) zerstäubt wird; • Ermitteln (403) eines Referenz-Arbeitspunktes des Sputterprozesses (251) basierend auf dem Arbeitspunkt und basierend auf einer Kenngröße (101), welche eine Vergangenheit des Targets (104) repräsentiert; • wobei der Referenz-Arbeitspunkt auf einen Referenz-Zustand des Targets (104) in der Vergangenheit bezogen ist.
Steuervorrichtung, welche eingerichtet ist zum Durchführen des Verfahrens Verfahren (200, 300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Nichtflüchtiges Speichermedium, welches Codesegmente aufweist, die eingerichtet sind, wenn von einem Prozessor ausgeführt, zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verwenden einer Angabe über eine Vergangenheit eines Targets (104) zum Ansteuern eines Sputterprozesses (251), mittels welchem das Target (104) zerstäubt wird.