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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Erfindungsfeld
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein die Erzeugung eines Plasmas und insbesondere die Steuerung
von Plasmaparametern.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Elektronikhersteller und insbesondere
Halbleiterhersteller verwenden die Plasmatechnologie für verschiedene
Oberflächenmodifikationen
und Ätzanwendungen.
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Ein Plasma ist eine Mischung aus
elektrisch geladenen und neutralen Partikeln einschließlich von Elektronen,
Atomen, Ionen und freien Radikalen, die nur unter bestimmten Umgebungsumständen auftritt. Es
reagiert mit vielen verschiednen Substanzen und kann verwendet werden,
um beinahe alle Oberflächen
zu reinigen, zu ätzen
oder zu beschichten, ohne dass hierfür aufwändige Sicherheitsvorkehrungen
zu treffen sind oder ein großer
Flüssigkeitsverbrauch entsteht,
wie es bei anderen Prozessen der Fall ist.
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Bei einem Plasmaätzprozesses ist es wichtig,
die Ätztiefe
genau zu bestimmen und stabile Prozessbedingungen vorzusehen. Die Überwachung
der Ätztiefe
kann in ihrer einfachsten Form das Kalibrieren eines Prozesses und
dann einfach das zeitliche Steuern des Ätzlaufs umfassen. Bei diesem
Verfahren ist jedoch mit Ätzratenvariationen
von bis 10% zu rechnen. Eine genauere Ätztiefe kann erhalten werden,
in dem für
drei Viertel der vorausbestimmten Ätzzeit geätzt wird, wobei dann die Ätztiefe
gemessen wird und die zum Fertigstellen der Ätzung erforderliche Zeitdauer
vorausbestimmt wird. Dies ist jedoch nachteilig, weil es zeitaufwändig und
somit kostspielig ist.
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Andere übliche Techniken zur Überwachung der Ätztiefe
beruhen auf der Tatsache, dass in den meisten Fällen eine Änderung der Spektralzusammensetzung
des durch das Plasma emittierten Lichtes gegeben ist, wenn das Plasma
während
des Ätzprozesses
mit einer darunter liegenden Oberfläche in Kontakt kommt. Grundlegend
reagiert die optische Plasmaemission auf die Änderung der chemischen Zusammensetzung
und/oder der elektrischen Eigenschaften der Entladung aufgrund des
Kontaktes mit einer Zwischenschicht.
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Stabile Prozessbedingungen sind ausschlaggebend,
um stabile Prozessergebnisse zu erhalten. Aktuelle und herkömmliche
Plasmaverarbeitungsaufbauten stellen nur die Grenzwerteinhaltungen
von direkt gesteuerten Prozessparametern wie beispielsweise der
Leistung, der Gasflüssen
oder der Drücken
fest. Andere Abweichungen von Parametern, die enger auf den Plasmaprozess
bezogen sind, werden gewöhnlich
nicht während
eines Prozesslaufs beobachtet und analysiert.
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Wegen der oben genannten Probleme
sieht eine zunehmend hohe Anzahl von herkömmlichen Plasmaverarbeitungsaufbauten
keine zuverlässige Feststellungsleistung
vor und kann keine stabilen Prozessergebnisse garantieren. 1 zeigt eine herkömmliche
Plasmaätzvorrichtung 100,
die im wesentlichen zwei Elektroden 110, 140 umfasst,
die in einem Plasmaerzeugungsreaktor 100 angebracht sind,
wobei eine Elektrode 140 mit der Erde verbunden ist und
die andere Elektrode 110 mit einem Hochfrequenzerzeuger 170 verbunden
ist. Der Hochfrequenzerzeuger 170 kann eine Hochfrequenzleistung erzeugen,
um ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 110 und 140 anzulegen.
Ein der Plasmaätzung
zu unterziehender Wafer 130 wird auf der Elektrode 140 platziert.
Die Plasmaätzvorrichtung 100 umfasst
weiterhin ein Gaseinlassventil 160 und ein Gasauslassventil 150,
um einen Gasfluss zum Herstellen einer Gaskonzentration und eines
Drucks in dem Plasmaerzeugungsreaktor 100 vorzusehen.
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Die herkömmliche Plasmaätzvorrichtung 100 von 1 kann unter Umständen nur
die Grenzwerteinhaltung der direkt gesteuerten Prozessparameter feststellen,
wobei eine Grenzwerteinhaltung eine Situation ist, in der die Prozessparameter
die vordefinierten Werte von Prozessparametern nicht überschreiten.
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Aufgrund von Prozessvariationen und
langfristigen Verschiebungen der Prozesseigenschaften ist es schwierig,
die Parameter anzupassen und stabile Prozessbedingungen vorzusehen.
Wenn weiterhin ein Substrat zum Beispiel hinsichtlich der Dicke variiert,
werden eine Fehlverarbeitung und ein Ausbeuteverlust zunehmend wahrscheinlich,
weil bei der Prozessverarbeitung nicht alle Prozessbedingungen angepasst
werden können,
um den Prozess stabil zu halten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
verschiedene Verfahren und Systeme, die einige oder alle der zuvor
genannten Probleme beseitigen oder zumindest reduzieren können. Insbesondere
werden eine Plasmasteuervorrichtung, eine Plasmaätzvorrichtung und ein Verfahren
zum Steuern von Plasmaparametern angegeben, die verwendet werden
können, um
die Stabilität
von Plasmaprozessbedingungen zu verbessern.
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In einer Ausführungsform ist eine Plasmasteuervorrichtung
zum Steuern von wenigstens einem Plasmaparameter in einem Herstellungsprozess
vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst eine Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung
zum Durchführen
von Echtzeitmessungen, die auf wenigstens eine physikalische oder
chemische Eigenschaft eines Plasmas bezogen sind. Die Vorrichtung
umfasst weiterhin eine Plasmaparameter-Steuereinrichtung, die verbunden ist,
um Prozesslaufdaten während
des Herstellungsprozesses zu empfangen. Die Prozesslaufdaten geben
aktuelle Werte des wenigstens einen Plasmaparameters an. Die Plasmaparameter-Steuereinrichtung
ist weiterhin mit der Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung verbunden,
um Lerndaten zu empfangen. Die Lerndaten geben wenigstens einen
erwarteten Bereich für
die Prozesslaufdaten an. Die Plasmaparameter-Steuereinrichtung kann
den wenigstens einen Plasmaparameter des Herstellungsprozesses auf
der Basis der Prozessparameterlaufdaten und der Lerndaten steuern.
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In einer weiteren Ausführungsform
ist ein Plasmaätzsystem
zum Herstellen einer Halbleiterstruktur vorgesehen. Das Plasmaätzsystem
umfasst eine Ätzplasma- Verarbeitungseinrichtung,
die zum Erzeugen eines Ätzplasmas
ausgebildet ist. Das Plasmaätzsystem
umfasst weiterhin eine Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung zum Durchführen von Echtzeitmessungen,
die auf wenigstens eine physikalische oder chemische Eigenschaft
eines Ätzplasmas
bezogen sind, sowie eine Ätzplasmaparameter-Steuereinrichtung,
die verbunden ist, um während des
Herstellungsprozesses Ätzprozesslaufdaten
zu empfangen. Die Ätzprozesslaufdaten
geben aktuelle Werte des wenigstens einen Ätzplasmaparameters an. Die Ätzplasmaparameter-Steuereinrichtung
ist weiterhin mit der Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung verbunden,
um Lerndaten zu empfangen. Die Lerndaten geben wenigstens einen
erwarteten Bereich für
die Ätzprozesslaufdaten
an. Die Ätzplasmaparameter-Steuereinrichtung
ist dafür
ausgebildet, den wenigstens einen Ätzplasmaparameter des Herstellungsprozesses
auf der Basis der Ätzprozessparameterlaufdaten
und der Lerndaten zu steuern.
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In einer anderen Ausführungsform
ist ein Verfahren zum Steuern von Plasmaparametern in einem Herstellungsprozess
vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Durchführen von Echtzeitmessungen,
die auf wenigstens eine physikalische oder chemische Eigenschaft
eines Plasmas bezogen sind, um Lerndaten zu erzeugen, die wenigstens
einen erwarteten Bereich für
die Prozesslaufdaten angegeben. Das Verfahren umfasst weiterhin
das Empfangen von Prozessdaten während
des Herstellungsprozesses. Die Prozesslaufdaten geben aktuelle Werte
des wenigstens einen Plasmaparamters an. Das Verfahren umfasst weiterhin
das Steuern des wenigstens einen Plasmaparameters des Herstellungsprozesses
auf der Basis der empfangenen Prozesslaufdaten und der Lerndaten.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen sind Bestandteil
der Beschreibung und dienen dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern. Die
Zeichnungen beschränken
die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Beispiele
für die
Umsetzung der Erfindung. Weitere Merkmale und Vorteile werden durch
die folgende und ausführlichere
Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
verdeutlicht.
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1 zeigt
eine herkömmliche
Plasmaätzvorrichtung;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Plasmasteuervorrichtung zum Steuern von
Plasmaparametern gemäß einer
Ausführungsform;
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3 ist
ein Flussdiagramm, das einen Plasmaparameter-Steuerprozess gemäß einer anderen Ausführungsform
zeigt, und
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Plasmasteuervorrichtung zum Steuern
von Plasmaparametern gemäß einer
weitern Ausführungsform
zeigt.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden werden beispielhafte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben,
wobei entsprechende Elemente und Strukturen durch gleiche Bezugzeichnen
angegeben werden.
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Plasmasteuervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform.
Die Plasmasteuervorrichtung umfasst eine Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 und
eine Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210. Die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 ist
mit einer Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 verbunden
und kann Echtzeitmessungen durchführen, die auf physikalische
und/oder chemische Eigenschaften eines Plasmas bezogen sind, das
in der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 erzeugt wird.
Die Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 der vorliegenden
Ausführungsform
kann im wesentlichen wie in 1 gezeigt
angeordnet sein.
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Die physikalischen oder chemischen
Eigenschaften des Plasmas 120 können z.B. ein optisches Emissionsspektrum,
ein Gasflussparameter oder eine Zusammensetzung und ein elektrischer
Parameter wie beispielsweise eine Vorspannung sein. Die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 kann
weiterhin Lerndaten erzeugen. Die Lerndaten umfassen Lerndatenelemente,
die erwartete Bereiche der oben genannten physikalischen und/oder
chemischen Plasmaeigenschaften angeben, wobei die auf die physikalischen
oder chemischen Eigenschaften des Plasmas bezogenen Messwerte als
Plasmaparameter betrachtet werden können.
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Die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 ist
mit der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 verbunden, um
Prozesslaufdaten während
eines Herstellungsprozesses zu empfangen und eine Steuereinrichtungsreaktion
zu der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 zu übertragen,
wobei die Prozesslaufdaten aktuelle Werte von Plasmaparametern der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 angeben.
Die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 ist weiterhin
verbunden, um Lerndaten aus der Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 über eine
Verbindung 260 zu empfangen, wobei die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 angeordnet
ist, um einen statistischen Algorithmus zur Erzeugung der Lerndaten
anzuwenden. Die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 kann
die Prozesslaufdaten mit den Lerndaten vergleichen und Plasmaparameter-Steuersignale
auf der Basis des Vergleichsergebnisses erzeugen. Wenn das Vergleichsergebnis
angibt, dass die Prozesslaufdaten nicht in den entsprechenden erwarteten
Bereich fallen, überträgt die Plasmaparameter-Steuereinrichtung
Steuereinrichtungs-Reaktionssignale an die Plasmaverarbeitungseinrichtung 220,
um vor langfristigen Verschiebungen der Prozesseigenschaften oder
einer Fehlfunktion der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 zu
warnen.
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Gemäß einer andern Ausführungsform
umfasst die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 ein Datenverarbeitungssystem,
das die Prozesslaufdaten und Lerndaten verarbeiten kann, um die
Steuereinrichtungs-Reaktionssignale
zum Steuern der Plasmaparameter zu erzeugen. Das Datenverarbeitungssystem
kann weiterhin die Lerndaten speichern und aktualisieren, wobei
die Lerndaten statistische Daten sind, die Werte eines erwarteten
Plasmaprozessparameters umfassen, die über eine vorbestimmte Zeitperiode
des Herstellungsprozesses gesammelt wurden.
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Aus dem Vorstehenden wird deutlich,
dass die vorliegende Erfindung ein Datenverarbeitungssystem umfasst,
wobei das Datenverarbeitungssystem ein neuronales Netzwerk gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst.
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In einer weiteren Ausführungsform
kann die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 weiterhin einen
Plasmaparameter-Korrekturprozess einleiten, wenn die Prozesslaufdaten
nicht in einen entsprechenden erwarteten Bereich fallen. Wenn die
Prozesslaufdaten nicht in den entsprechenden erwarteten Bereich
fallen, sendet die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 eine
Warnmeldung, die eine langfristige Verschiebung der Prozesseigenschaften
oder eine Fehlfunktion der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 angibt.
In einer weiteren Ausführungsform
leitet der Plasmaparameter-Korrekturprozess eine Stoppprozedur ein,
um den Betrieb der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 zu
beenden.
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In den vorstehenden Erläuterungen
umfasst die Plasmasteuervorrichtung die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 und
die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210, wobei eine
Plasmaätzvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
jedoch weiterhin die Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 umfassen
kann. Wie in 2 gezeigt
weist die Plasmaätzvorrichtung
mehrere Verbindungen auf, wobei die Verbindung 230 vorgesehen
ist, um Prozesslaufdaten zu der Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 zu senden,
und wobei die Verbindung 240 vorgesehen ist, um eine durch
die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 erzeugte
Steuereinrichtungsreaktion zu der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 zu geben.
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Weiterhin sieht die Plasmaätzvorrichtung 200, 210, 220 eine
Verbindung 250 vor, die die Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 mit
der Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 verbindet.
Wie weiter oben genannt, führt
die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 Echtzeitmessungen durch,
die auf die physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften des
in der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 erzeugten Plasmas 120 bezogen
sind. Die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 kann
angeordnet werden, um einen statistischen Algorithmus zum Erzeugen
von Lerndaten auf die statistischen Daten anzuwenden, die zu der
Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 gesendet werden, wofür die Verbindung 260 zwischen
der Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 und der Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 verwendet
wird.
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Die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 der
Plasmaätzvorichtung
kann einen Plasmaparameter-Korrekturprozess
einleiten, der das Senden einer Steuereinrichtungsreaktion zu der
Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 für jeden Prozessschritt in einer vordefinierten
Zeitauflösung
umfasst.
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Dementsprechend kann die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 angeordnet
werden, um die Lerndaten während
einer spezifischen Lernperiode zu erzeugen, bevor der Erzeugungsprozess startet.
In einer anderen Ausführungsform
werden die Lerndaten kontinuierlich durch die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 während des
Herstellungsprozesses erzeugt.
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Das Flussdiagramm von 3 zeigt einen Plasmaparameter-Steuerprozess gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie hier beschrieben, umfasst der beispielhafte
Plasmaparameter-Steuerprozess in Schritt 300 das Durchführen der
Messungen, die auf die physikalischen oder chemischen Eigenschaften
des in der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 erzeugten Plasmas
bezogen sind. Die aus dem oben beschriebenen Prozessschritt 300 resultierenden
Messwerte können
von dem zu verarbeitenden Substrat, dem verwendeten Prozess und
dem Messzeitpunkt während
des Prozesslaufs abhängen.
Der Schritt 310 des Plasmaparameter-Steuerprozesses umfasst das
Erzeugen der Lerndaten während
einer Lernperiode gemäß der vorliegenden
_ Ausführungsform.
Wie weiter oben genannt ist gemäß einer
anderen Ausführungsform
die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 angeordnet,
um die Lerndaten gleichzeitig zu dem Herstellungsprozess zu erzeugen.
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Wie weiterhin in 3 gezeigt umfasst der Schritt 320 des
Plasmaparameter-Steuerprozesses das Empfangen der Echtzeitprozesslaufdaten,
wobei die Echtzeitprozesslaufdaten aktuelle Werte des Plasmaparameters
angeben, die von dem zu verarbeiteten Substrat, dem verwendeten
Prozess, dem aktuellen Zustand der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 und
dem Zeitpunkt im Prozesslauf abhängen
können.
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Wie oben beschrieben kann die Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 einen
oder mehrere Plasmaparameter des Herstellungsprozesses auf der Basis
der Prozessparameterlaufdaten und der Lerndaten steuern. In Entsprechung
hierzu umfasst der Schritt 330 des Plasmaparameter-Steuerprozesses
einen Schritt zum Steuern des Plasmaparameters auf der Basis der
empfangenen Prozesslaufdaten und der erzeugten Lerndaten.
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In einer weiteren Ausführungsform
umfasst der Schritt 330 zum Steuern des Plasmaparameters weiterhin
das Einleiten eines Plasmaparameter-Korrekturprozesses, der eine
Stoppprozedur zum Beenden des Betriebs der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 umfasst,
wenn die Prozesslaufdaten nicht in einen entsprechenden erwarteten
Bereich der statistischen Daten fallen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann 3 zwei
Phasen umfassen. Die zwei Phasen können eine Lernphase und eine
Ausführungsphase
sein, wobei die Lernphase die gegebenen Schritte 300 und 310 umfassen
kann und wobei die Ausführungsphase
die gegebenen Schritte 320 und 330 wie in 3 gezeigt umfassen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann
der Plasmaparameter-Steuerprozess eine Lernphase umfassen, wobei
ein Schritt zum Erfassen des Plasmaparameters in Übereinstimmung
mit einer repräsentativen
Prozesssequenz durchgeführt
werden kann, um ein Prozessmodell zum Modellieren eines Plasmaprozesses
auf der Basis von Lerndaten zu erzeugen.
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Der Plasmaparameter-Steuerproezss
kann weiterhin eine Ausführungsphase
umfassen, wobei die Messdaten in einem Echtzeitprozess ausgewertet
werden können,
wobei die Position der Messdaten in Bezug auf einen zulässigen Messdatenbereich
betrachtet werden, um einen Korrekturprozess einzuleiten. Der Korrekturprozess
kann eine Korrektur von Werten einleiten, die einen Einfluss auf
die Leistung des Herstellungsprozesses aufweisen können, falls eine
Prozesseigenschaft verschoben wird und/oder falls der Herstellungsprozess
gestoppt wird, wobei in beiden Fällen
das oben genannte Prozessmodell angepasst werden kann.
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4 ist
ein Blockdiagramm eines Plasmasystems gemäß einer anderen Ausführungsform. Das
System von 4 kann sich
von der Plasmasteuervorrichtung von 2 darin
unterscheiden, dass keine Verbindung 230 vorgesehen ist,
um Prozesslaufdaten zu der Plasmaparameter-Steuereinrichtung 200 zu
senden. Statt dessen erlaubt die Verbindung 400 des Plasmasteuervorrichtung
von 4 das Senden der
gemessenen Echtzeitprozesslaufdaten von der Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 zu
der Plasmaparameter-Steuereinrichtung 210 während des
Prozesslaufs, wobei zusätzlich
Lerndaten während
der Lernmethode gesendet werden.
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Aus der vorstehenden Beschreibung
wird deutlich, dass alle beschriebenen Ausführungsformen in vorteilhafter
Weise stabile Plasmaprozessbedingungen zur Erreichung von stabilen
Plasmaprozessergebnissen vorsehen können.
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Weiterhin sieht die oben beschriebene
Technik den Vorteil vor, dass die Materialgefährdung reduziert werden kann
und dass die Herstellungskosten für entsprechende Einrichtungen
reduziert werden können.
Der Grund hierfür
ist, dass die Anordnungen die Zuverlässigkeit, die Präzision und
die Genauigkeit von Plasmaparametern in dem Herstellungsprozess
verbessern.
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Weiterhin ist eine Funktion vorgesehen,
die kürzere
Reaktionszeiten im Fall einer Fehlfunktion der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 aufweist. Der
Grund hierfür ist,
dass die Anordnungen eine bessere Prozesssteuerung vorsehen und
damit eine Verbesserung der Materialqualität erreichen, die durch die
Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 verarbeitet wird.
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Während
gewöhnlich
ein Prozessergebnis nach der Durchführung eines vollständigen Prozesslaufs,
in dem alle Produkte vollständig
verarbeitet werden, bewertet wird, sehen die oben beschriebenen
Ausführungsformen
in vorteilhafter Weise die Möglichkeit
vor, eine Fehlfunktion während
eines Prozesslaufs festzustellen. Dies ermöglicht eine niedrigere Verlustrate
und führt
zu dem weiteren Vorteil, dass Korrekturwerte angewendet werden können, die
einen Einfluss auf den Prozesslauf haben. Weiterhin kann der Prozess
früh genug
gestoppt werden, um eine umfangreiche Fehlproduktion zu verhindern.
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Das Prinzip der beschriebenen Ausführungsformen
kann auf der Verwendung von Messungen mit einer direkteren Beziehung
zu der physikalischen und/oder chemischen Eigenschaft des Plasmas 120 in
der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 basieren (d.h. auf
Messungen des optischen Emissionsspektrums oder der elektrischen
Parameter wie etwa der Vorspannung sowie auf Messungen durch ein
Plasmadiagnosesystem wie etwa der Self Excited Electron Resonance
Spectroscopy (SEERS)). Der Herstellungsprozess kann anhand des Ergebnisses,
d.h. anhand der Prozesslaufdaten, für jeden Verarbeitungsschritt
mit einer vordefinierten Zeitauflösung analysiert werden. Die
erzeugten Lerndaten können in
das Datenverarbeitungsprozess eingegeben werden, das den Ansatz
eines neuronalen Netzes oder eines entsprechenden Datenanalysesystems
verwendet, um eine statistisch belegte „normale" Reaktion auf einen bestimmten Plasmaparameter
in Beziehung zu dem zu verarbeiteten Substrat, dem verwendeten Prozess
und dem Zeitpunkt im Prozesslauf zu erhalten.
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Nachdem das System eine Lernperiode durchgeführt hat,
kann das System in vorteilhafter Weise entscheiden, ob sich ein
aktueller Plasmaparameter innerhalb des statistisch erwarteten Bereichs,
der durch die Lerndaten für
diesen Zeitpunkt innerhalb des Prozesslaufs angegeben wird, befindet oder
nicht. Auf der Basis der Analyse kann das System Informationen zu
der Plasmaverarbeitungseinrichtung 220 senden, wenn die
Prozesslaufdaten nicht den Erwartungen entsprechen, um die Verarbeitung
in Folge einer Fehlfunktion der Einrichtungen oder einer gegebenen
Materialveränderung
zu stoppen. Die vorstehend genannten Systeme können also in vorteilhafter
Weise als Echtzeit-Fehlererkennungssystem für die Plasmaverarbeitungseinrichtung
verwendet werden. Weiterhin können
die Systeme auch dazu beitragen, dass die Prozessvariationen vermindert
werden, wobei im Fall von langfristigen Verschiebungen von Prozesseigenschaften
eine Warnung ausgegeben werden kann.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen können im
wesentlichen für
die Durchführung
von Prozess- und Einrichtungsprüfungen
verwendet werden, wobei die Prozess- und Einrichtungsprüfungen Ergebnismessungen
nach der Verarbeitung (z.B. Messungen der Ätztiefe oder der kritischen
Dimensionen) an entsprechenden Produkten sowie Prüfungen auf
Einhaltung von Grenzwerten für
Einrichtungsverarbeitungsparameter während der Verarbeitung (zumeist
allgemein für
einen Prozess, der über Abweichungen
von den Einstellungen definiert ist) umfassen. Es können auch
andere Prüfungen
wie beispielsweise eine Prüfung
der Ätzrate
oder Prüfungen
von Profilen verwendet werden. Weiterhin können die oben beschriebenen
Ausführungsformen
im wesentlichen zur Steuerung eines Ätzprozesses sowie zum Prüfen der
Prozessesintegrität
während
des Laufs verwendet werden, um das Risiko eines Ausbeuteverlusts
aufgrund von mechanischen Verschiebungen und Mängelfunktionen zu reduzieren.
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Wie oben beschrieben kann ein Plasmaätzsystem
vorgesehen werden, dass eine Plasmaparameter-basierte Verarbeitungseinrichtung,
ein Echtzeitmesssystem und eine Analyseeinrichtung und/oder ein
Auswertungssystem umfasst, wobei das Echtzeitmesssystem verwendet
werden kann, um Plasmaeigenschaftswerte zu bestimmen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann
die Echtzeitmessungs-Analyseeinrichtung 210 Ätzplasmadaten
erfassen, die während
einer Lernperiode statistisch durch die Ätzplasmaparameter-Steuereinrichtung 200 ausgewertet
werden können. Durch
die statistische Auswertung können
Daten gewonnen werden, die Datenelemente wie zum Beispiel einen
erwarteten Plasmaparameterwert und einen niedrigeren und/oder höheren Schwellwert
für jeden
entsprechenden Parameter umfassen können. Der Schwellwertbereich
kann bei einem Durchschnittswert zentriert sein und kann eine Breite
aufweisen, die der dreifachen Standardabweichung entspricht. Die
statistische Bewertung kann die Verwendung eines neuronalen Netzwerks
umfassen, wobei eine (korrekte und fehlerhafte) Beispielverarbeitung verwendet
wird. Aufgrund einer gegebenen systematischen Abhängigkeit
(z.B. verschiedene Produkte, unterschiedliche Prozesseinrichtungsbedingungen oder ähnliches)
der Parameter und aufgrund einer allgemeinen Parameterabhängigkeit
einer zu verarbeitenden Eigenschaft müssen die Daten unter Umständen in Übereinstimmung
mit diesen Abhängigkeiten
kategorisiert werden, um separat gehandhabt zu werden. Deshalb müssen nicht
nur die aktuellen Messdaten, sondern auch die Beziehung der aktuellen
Messdaten zu dem Produkt und dem Prozess sowie die zeitliche Struktur
(z.B. die Zeit in einem Prozessschritt in unterschiedlichen Verarbeitungsstufen) ausgewertet
und erfasst werden. Nach der Lernperiode können die aktuell erfassten
Messdaten in einem Echtzeitvergleichsprozess mit den statistisch
ausgewerteten Lerndaten verglichen werden. Wenn die aktuellen Messdaten
aus dem Bereich der oben genannten Schwellwerte austreten, wird
eine vorbestimmte Aktion des Systems eingeleitet.
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Gemäß einer Ausführungsform
kann der Begriff „Plasmaparameter" sowohl für Werte,
die direkt oder indirekt auf die Plasmaeigenschaften bezogen sind,
als auch für
Prozessparameter stehen, die Werte angeben, mit denen der Prozesslauf
gesteuert werden kann.
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Die Erfindung wurde mit Bezug auf
entsprechend aufgebaute physikalische Ausführungsformen beschrieben, wobei
dem Fachmann deutlich sein sollte, dass verschiedene Ausführungsformen,
Variationen und Verbesserungen der vorliegenden Erfindung auf der
Grundlage der vorstehenden Lehen und der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können, ohne
dass dadurch der Erfindungsumfang verlassen wird. Außerdem wurden
Bereiche, deren Vertrautheit beim Fachmann vorausgesetzt wurde, hier
nicht beschrieben, um die Erfindung nicht durch unnötige Details
zu verundeutlichen. Dementsprechend ist zu beachten, dass die Erfindung
nicht auf die spezifischen hier beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern nur durch den Umfang der beigefügten Ansprüche.