WO2002089198A1 - Verfahren zur steuerung eines prozessgerätes zur sequentiellen verarbeitung von halbleiterwafern - Google Patents

Verfahren zur steuerung eines prozessgerätes zur sequentiellen verarbeitung von halbleiterwafern Download PDF

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wafer
wafers
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event signal
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Thorsten Schedel
Karl Schumacher
Thomas Fischer
Heiko Hommen
Ralf Otto
Sebastian Schmidt
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Infineon Technologies Ag
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps

Definitions

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  • the contained wafers briefly form a queue due to the processing, which is often only possible sequentially, in the following also simply called “batch”.
  • the 25 wafers that are finally processed are combined again and fed to one or more measuring devices for measuring the quality of the process just carried out, ie the quality.
  • a number of different types of microscope measuring devices are used in the semiconductor industry. This term in this document • optical as well as referred to in the ultraviolet, etc. working Mikroskopmeßtechnik for measurement of positional accuracy or feature sizes, but also in the broader sense microscopes such as scanning electron microscopes (SEM, scanning electron microscopes (SEM, scanning electron microscopes
  • Electron Microscope or AFM (Atomic Force Microscope), or also measuring devices working with interferences such as layer thickness measuring devices, particle counters etc., or in general defect inspection devices. This corresponds to the English-language term "Metrology tools" used in the semiconductor industry.
  • measured value histories can also be checked to determine characteristic system trends of the process device, such as systematic parameter shifts and possibly to be able to determine emerging limit violations as a result.
  • Systematic jumps in measured values can also be determined from the history by averaging as a puncture of time, which jumps are then compared with events in the process device history.
  • Another method is that of a leading wafer. Before the actual production batch of the wafers starts, a precursor, which mostly acts as a test wafer, is processed, which is then transferred to the metrology tool as quickly as possible, after which the process parameters of the process device can then be set for the subsequent ones ,
  • This method has the particular disadvantage that not only do the batch wafers have to wait for the measurement of the precursor and are subsequently processed, but also for the ff ü iti 3 CQ N 01 P. fi C / ⁇ Hl ⁇ tQ ff N tQ 35 P. ⁇ CQ Pi D P. CQ ⁇ 0 ⁇ ⁇ ! rr rr he td 3 N
  • measuring devices scanning electron microscopes, AFM and also interferometric or acoustic devices for position, layer thickness, inclination angle or structure width measurements.
  • the present method enables the processing of a second wafer from the batch with sequential processing directly after the process for the first wafer has been completed.
  • the time in which the first wafer would wait for the completion of the further wafers to be processed is advantageously used for the inspection or measurement of the metrology parameters which are necessarily to be measured for the quality of the process carried out in each case.
  • the advantage lies in the fact that the leading wafer does not have to be separated from the lot as a test wafer and later disposed of > the remaining amount of wafer in the lot waits unprocessed for the measurement and the measurement results, nor that all the wafers in the lot are processed and then to be measured from a statistical point of view.
  • the associated disadvantage that all wafers of the batch are impaired in their quality by, for example, unsuitably set system or process parameters of the process device is eliminated according to the present invention.
  • the measurement results returning from the leading wafer can be used for correcting or optimizing the process parameter setting of the process device when processing a second wafer of the lot.
  • the second wafer does not necessarily refer to the second wafer in the processing order, but any other wafer in the processing order.
  • the second wafer in the sequence in which the measurement results of the leading wafer arrive and become effective in a process optimization depends on the degree of automation of the transport route, the number of structures that have to be measured, and the number of microscope measuring devices for measuring the structure parameters.
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  • the chemical or physical process parameters influencing the process of the wafer are tracked and recorded in the process device. If the recorded values exceed the process limit value assigned in a process parameter, which can also depend on the wafer specification, a warning signal is generated for this purpose, which is preferably accomplished by a corresponding database entry for the wafer in question.
  • the wafer provided with the corresponding flag for example, is then selected from a lot as the leading first wafer, that is to say is provided for the measurement.
  • This method which can be called APC (Advanced Process Control) in analogy to the SPC, prepares the wafers that are considered to be particularly critical from the outset for the measurement. Process conditions running outside the limit values can often lead to corresponding violations of the wafer specification.
  • This APC method in combination with a leading wafer further increases the yield for the corresponding process device.
  • a further advantage of saving time is achieved by application and combination with SPC methods.
  • trend maps ie recording measured values of various structural parameters by the microscope measuring device and plotting against time
  • trends can be determined or sudden jumps in the process conditions can be determined retrospectively or in the first case with a look ahead.
  • this method is particularly advantageous if, as a function of such a calculation, a signal describing this event is generated which is evaluated for the further planning of the production path of the second and further subsequent wafers.
  • the reported event corresponds, for example, to a process parameter drift or a detected jump due to external influences on the Process device.
  • This event is preferably entered in an event database or reported directly to the internal planning system (MES).
  • MES internal planning system
  • the aim is to examine a further leading wafer in such a way that only the structural parameter for the wafer that characterizes the drift or crack problem is measured.
  • this advantageously dispenses with the time-consuming measurement of structural parameters that are not relevant to this problem; on the other hand, in the standard case, structural parameters that are not necessarily measured can be obtained by triggering the corresponding measurement.
  • the generation of an event signal for an activity associated with repair or maintenance is generated.
  • process parameters or their settings are generally changed.
  • corresponding jumps in the structural parameters measured in the microscope measuring device are to be expected, so that, according to this embodiment, a first measurement is advantageously initiated by a preceding wafer.
  • Repair or maintenance activities essentially fall under the categories “Scheduled Down”, “Unscheduled Down”, “Preventive Maintenance”, etc.
  • the corresponding planning tasks are carried out by the object module (RTC, Resource Tracking Control) of the internal CIM or MES Systems manages.
  • RTC Resource Tracking Control
  • Corresponding planned or unplanned events are reported on corresponding bus systems and - like in the combination of the invention with SPC methods - can be used causally for the selection of suitable structural parameters of the leading wafer for the measurement in the microscope measuring device.
  • a first wafer from the batch of semiconductor wafers 10 is selected as the leading wafer 11 and exposed in the exposure device 1 with the structure of a mask.
  • the exposure device 1 comprises only one exposure chamber, so that only one wafer 10 can be processed sequentially.
  • the wafer is output and driven by an automatic transport system directly to the overlay measuring device 2 for further measurement.
  • a second semiconductor wafer 12 is introduced immediately afterwards in order to carry out the same exposure step.
  • the first wafer 11 is examined for the structural parameters position accuracy and structure width at different measuring points. The measured values are compared in the control unit 9 with the specification values for this wafer product stored in a product database.
  • the control unit 9 uses this to generate a result signal 100, which is stored in the event database 40.
  • the corresponding flag is assigned to the remaining second and further semiconductor wafers 12 in the tables, so that after the lithography step for the second wafer 12 has ended, the production control system (CIM system) feeds the latter to the subsequent etching step 3 via the transport system together with the first wafer 11, whereby this is collected in the batch container and this is given for etching.
  • the leading wafer 11 does not necessarily have to be the first wafer of a lot, batch or wafer carrier in the chronological or logical order. It can also be activated as such during the processing of the lot, for example by an event which requires a new inspection. In the present notation, the new, leading wafer is then the first wafer 11 and one ⁇ ⁇ t to ⁇ * ⁇ »in o in o in o in
  • this wafer 11 * was only examined for the structural parameter 30 '.
  • FIG. 1 Another example of the method according to the invention for controlling the process device 1 is shown in FIG.
  • An RTC module 80 has announced maintenance for the exposure device 1 (preventive maintenance, PM), the termination of which is communicated to the control unit 9 of the overlay measuring device 2 with an event signal 102.
  • PM preventive maintenance
  • the leading wafer 11 is measured in the overlay measuring device 2 only for the structure width.
  • a light filter change was carried out as maintenance so that no new adjustment is necessary.
  • the overlay does not have to be checked again, only the line width as a possible consequence of a change in the dose.
  • the leading wafer 11 is started by triggering the control unit 9 or the transmitted event signal 102.
  • a trailing second wafer 12 can also be dynamically redirected to a new leading wafer 11 during the generation of an event signal 102 in order to be able to quickly check the new conditions.
  • the measurement of the only one required structural parameter 30 ′ in turn saves time and the quality of the process is improved by the returning flow of information for controlling the process parameters in the exposure device 1.
  • the basic sequence of this example according to the invention is illustrated in the flowchart which is shown in FIG. 3b. First, it is checked whether a system setting has been changed at all, and if so, which setting has been changed. Different types of system changes lead to different structural parameters 30 to be measured.
  • a light filter change was carried out, which is referred to in this flowchart as an illuminator change.
  • a leading wafer 11 (English: send-ahead wafer) is then checked for the structure width. If, on the other hand, the alignment, the adjustment, is changed, the positional accuracy in an overlay measuring device 2 must be checked with the send-ahead wafer. However, global changes still require a review of all parameters.
  • This flow chart shows that the start of leading wafers 11 is initiated according to the method of the present invention.

Abstract

Während ein erster bereits in einem Prozeßgerät (1) prozessierter vorauslaufender Halbleiterwafer (11) eines Loses oder Batches in einem Mikroskopmeßgerät (2) auf Werte für die Strukturparameter (30) gemessen wird, wird ein zweiter oder weitere Halbleiterwafer (12) des Loses in dem Prozeßgerät (1) prozessiert. Ein Ergebnissignal (100) meldet eine beispielsweise erfolgreich verlaufene Inspektion des ersten Wafers, so daß die nachfolgenden Wafer (12) nicht mehr inspiziert zu werden brauchen. Mit den Meßergebnissen werden automatisch die Prozeßparameter (31) des Prozeßgerätes (1) nachgeregelt. Ereignisse wie Wartungsarbeiten oder Parameterdrifts in Trendkarten etc. werden in Steuereinheiten (8 bzw. 9) detektiert und führen über die Ausgabe eines Ereignissignals (102) z.B. in einer Ereignisdatenbank (40) zur ereignisbezogenen Auswahl von zu messenden Strukturparametern (30') und/oder zur Initiierung eines vorauslaufenden Wafers (11). Mit einer Steuereinheit (8) detektierte Grenzwertverletzungen (21) wenigstens eines Prozeßparameters (31) werden mit einem Warnsignal (101) beantwortet und ebenfalls in die Ereignisdatenbank (40) gespeist.

Description

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Los an den Eingang eines Prozeßgerätes, so bilden die enthaltenen Wafer aufgrund der oft nur sequentiell möglichen Verarbeitung kurzzeitig eine Schlange, englisch batch queue, in folgenden auch nur „batch" genannt.
Üblicherweise werden die schließlich verarbeiteten z.B. 25 Wafer wieder zusammengefaßt und zur Messung der Güte des gerade durchgeführten Prozesses, d.h. der Qualität, einem oder mehreren Meßgeräten zugeführt. Hierzu finden in der Halblei- terindustrie eine Anzahl verschiedener Typen von Mikroskopmeßgeräten Verwendung. Unter diesem Begriff sind in diesem Dokument optische wie auch im Ultravioletten arbeitende Mikroskopmeßgeräte zur Messung von Lagegenauigkeit oder Strukturgrößen etc. bezeichnet, aber auch Mikroskope im weiteren Sinne, wie etwa Rasterelektronenmikroskope (SEM, Scanning
Electron Microscope) oder AFM (Atomic Force Microscope) , oder auch mit Interferenzen arbeitende Meßgeräte wie Schichtdik- kenmeßgeräte, Particle Counter etc., oder im allgemeinen Defektinspektionsgeräte. Dies entspricht der in der Halblei- terindustrie gebräuchlichen, englischsprachigen Bezeichnung „Metrology tools".
Verschiedene prozeßrelevante Parameter werden bei einer solchen Kontrolle ausgemessen, wobei heutzutage für die Auswahl meist die Methode der statistischen Prozeßkontrolle (SPC,
Statistical Process Control) angewandt wird. Indem nicht jedes Los oder jeder Produktbatch kontrolliert werden, sondern vielmehr nach statistischen Methoden zufällig ausgewählte Gesamtheiten vermessen werden, kann einerseits auf vorteilhafte Weise zusätzliche Kapazität der oben genannten Mikroskopmeßgeräte freigestellt werden. Bei auftretenden Problemen - z.B. nahe an Spezifikationsgrenzen liegende Meßwerte - können die statistischen Samples dynamisch angepaßt werden.
Andererseits können auch Meßwerthistorien kontrolliert werden, um charakteristische Systemtrends des Prozeßgerätes wie etwa systematische Parameterverschiebungen und möglicherweise daraus resultierend sich abzeichnende Grenzwertverletzungen feststellen zu können. Ebenso können aus der Historie durch Mittelwertbildung als Punktion der Zeit systematische Meßwertsprünge ermittelt werden, welche dann mit Ereignissen der Prozeßgerätehistorie verglichen werden.
Mit den daraus gewonnenen Erkenntnissen können die Prozeßparametereinstellungen des betrachteten Prozeßgerätes nachjustiert beziehungsweise optimiert werden.
Hierbei wirkt sich nachteilhaft aus, daß sich diese Optimierungen leider erst auf das nächste an das Prozeßgerät herangeführte Los beziehungsweise dessen Wafer auswirken können. Für das gerade prozessierte Los gilt einerseits, daß bei Auf- treten von Systemfehlern im Prozeßgerät alle enthaltenen insgesamt betroffen ist und daher in den Rework, d.h. Reprozes- sierung, gesendet werden müssen. Aus diesem Grunde entstehen zusätzliche Kosten und die Ausbeute kann sich nachteilhaft verringern.
Andererseits können sich nur auf einzelne Wafer auswirkende Effekte durch die Art des statistischen Samplens übersehen werden. Desweiteren ist nicht gewährleistet, ob die Annahme, daß die aus dem aktuell gefertigten Los gefolgerten Prozeßop- timierungen den gleichen Bedingungen wie für das folgende Los unterliegen, gerechtfertigt ist.
Eine andere Methode stellt die eines vorauslaufenden Wafers dar. Bevor der eigentliche Produktionsbatch der Wafer star- tet, wird ein meist als Testwafer fungierender Vorläufer prozessiert, welcher dann schnellstmöglich dem Metrology Tool übergeben wird, wonach dann die Prozeßparameter des Prozeßgerätes für die nachfolgenden eingestellt werden können. Diese Methode hat den besonderen Nachteil, daß nicht nur die Wafer des Loses auf die Vermessung des Vorläufers warten müssen und dadurch später prozessiert werden, sondern auch für das Pro-
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meßgeräte, Rasterelektronenmikroskope, AFM sowie auch inter- ferometrisch oder akustisch arbeitende Geräte zur Positions-, Schichtdicken-, Neigungswinkel- oder Strukturbreitenmessungen bezeichnet.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht das Prozessieren eines zweiten Wafers aus dem Batch bei sequentieller Verarbeitung direkt nach Abschluß des Prozesses für den ersten Wafer. Die Zeit, in der der erste Wafer prozessiert auf die Fertigstel- lung der weiteren Wafer warten würde, wird vorteilhaft für die Inspektion beziehungsweise Vermessung der für die Güte des jeweils durchgeführten Prozesses notwendigerweise zu vermessenden Metrology-Parameter genutzt.
Der Vorteil liegt demnach darin, daß der vorauslaufende Wafer weder als Testwafer vom Los getrennt und später entsorgt werden muß> wobei die verbleibende Wafermenge im Los unprozes- siert auf die Vermessung und die Meßergebnisse wartet, noch daß alle Wafer des Loses prozessiert werden, um dann nach statistischen Gesichtspunkten vermessen zu werden. Der damit verbundene Nachteil, daß alle Wafer des Loses durch beispielsweise ungeeignet eingestellte System- beziehungsweise Prozeßparameter des Prozeßgerätes in ihrer Güte beeinträchtig sind, wird gemäß der vorliegenden Erfindung aufgehoben. Die von dem vorauslaufenden Wafer rücklaufende Meßergebnisse können nämlich für eine Korrektur beziehungsweise Optimierung der Prozeßparametereinstellung des Prozeßgerätes bei der Verarbeitung eines zweiten Wafers des Loses einfließen. In diesem Dokument bezeichnet der zweite Wafer nicht unbedingt den in der Reihenfolge der Verarbeitung zweiten Wafer, sondern jeden beliebigen weiteren Wafer in der Verarbeitungsreihenfolge. Bei welchem zweiten Wafer in der Reihenfolge die Meßergebnisse des vorauslaufenden Wafers eintreffen und in einer Prozeßoptimierung wirksam werden, hängt vom Grad der Au- tomatisierung des Transportweges, der Anzahl der Strukturen die vermessen werden müssen, sowie der Anzahl der Mikroskopmeßgeräte zur Messung der Strukturparameter ab. Moderne
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fenden Wafers betrachtet. Die den Prozeß des Wafers beeinflussenden chemischen oder physikalischen Prozeßparameter wie Temperatur, chemische Zusammensetzung, Prozeßdauer, Intensität, Druck etc. werden im Prozeßgerät verfolgt und aufge- zeichnet. Überschreiten die aufgezeichneten Werte den in einem Prozeßparameter zugeordneten Prozeßgrenzwert, der auch von Waferspezifikation abhängen kann, so wird hierfür ein Warnsignal generiert, welches vorzugsweise durch einen entsprechenden Datehbankeintrag für den betreffenden Wafer be- werkstelligt wird. Aus einem Los wird dann zum Beispiel der mit dem entsprechenden Flag versehene Wafer als vorauslaufender, erster Wafer ausgewählt, also für die Vermessung vorgesehen. Durch diese Methode, die in Analogie zur SPC als APC (Advanced Process Control) bezeichnet werden kann, werden von vornherein die als besonders kritisch geltenden Wafer für die Vermessung vorbereitet . Außerhalb der Grenzwerte laufende Prozeßbedingungen können nämlich oftmals zu entsprechenden Verletzungen der Waferspezifikation führen. Durch diese APC- Methode in Kombination mit einem vorauslaufenden Wafer wird die Ausbeute für das entsprechende Prozeßgerät zusätzlich erhöht.
In einer weiteren Ausgestaltung wird ein weiterer Vorteil der Zeitersparnis durch Anwendung und Kombination mit SPC- Methoden erreicht. Durch Aufstellen sogenannter Trendkarten, d.h. Aufzeichnungen von gemessenen Werten verschiedener Strukturparameter durch das Mikroskopmeßgerät und Auftragen gegen die Zeit können Trends ermittelt oder plötzliche Sprünge der Prozeßbedingungen rückwirkend oder im ersten Fall vor- ausschauend ermittelt werden. In Zusammenspiel mit der vorliegenden Erfindung wird diese Methode besonders vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit einer solchen Berechnung ein dieses Ereignis beschreibendes Signal generiert wird, das für die weitere Planung des Fertigungsweges des zweiten und weiterer nachfolgender Wafer ausgewertet wird. Das gemeldete Ereigni-s entspricht also zum Beispiel einer Prozeßparameterdrift oder einem festgestellten Sprung durch äußere Einflüsse auf das Prozeßgerät . Vorzugsweise wird dieses Ereignis in einer Ereignisdatenbank eingetragen oder direkt dem fabrikinternen Planungssystem (MES) gemeldet. Ziel ist es dabei, einen weiteren vorauslaufenden Wafer derart zu untersuchen, daß gerade nur der das Drift- oder Sprungproblem kennzeichnende Strukturparameter für den Wafer ausgemessen wird.
Einerseits wird dadurch vorteilhaft auf die zeitraubende Messung für dieses Problem nicht relevanter Strukturparameter verzichtet, andererseits kann man möglicherweise im Standardfall nicht notwendigerweise gemessene Strukturparameter durch Anstoß der entsprechenden Messung erhalten.
In einer weiteren Ausgestaltung wird die Generierung eines Ereignissignals für eine mit Reparatur oder Wartung verbundene Tätigkeit erzeugt. Nach derartigen Arbeiten am Prozeßgerät, wie etwa dem Austausch von Systemteilen sind Prozeßparameter beziehungsweise deren Einstellungen im allgemeinen verändert. Dadurch sind entsprechende Sprünge im Mikroskopmeßge- rät gemessenen Strukturparametern zu erwarten, so daß gemäß dieser Ausgestaltung vorteilhaft eine erste Messung durch einen vorauslaufenden Wafer angestoßen wird. Reparatur- oder Wartungstätigkeiten fallen im wesentlich unter die Kategorien "Scheduled Down", "Unscheduled Down", "Preventive Mainte- nance", etc. Die entsprechenden Planungsaufgaben werden durch das Objektmodul (RTC, Ressource Tracking Control) des fabrikinternen CIM- oder MES-Systems verwaltet. Entsprechende geplante oder ungeplante Ereignisse werden auf entsprechenden Bussystemen gemeldet und können - wie bei der Kombination der Erfindung mit SPC-Methoden - ursächlich für die Auswahl geeigneter Strukturparameter des vorauslaufenden Wafers für die Messung im Mikroskopmeßgerät genutzt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran- Sprüchen angegeben. I
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Ein erster Wafer aus dem Los von Halbleiterwafern 10 wird als vorauslaufender Wafer 11 ausgewählt und in dem Belichtungsgerät 1 mit der Struktur einer Maske belichtet. Das Belichtungsgerät 1 umfaßt lediglich eine Belichtungskammer, so daß sequentiell immer nur ein Wafer 10 verarbeitet werden kann. Nach Beendigung des Belichtungsschrittes wird der Wafer ausgegeben und von einem automatischen Transportsystem direkt zu dem Overlay-Meßgerät 2 zur weiteren Vermessung gefahren. In der frei werdenden Prozeßkammer des Belichtungsgerätes 1 wird direkt anschließend ein zweiter Halbleiterwafer 12 zur Ausführung des gleichen Belichtungsschrittes eingebracht. Während dieser Belichtung des zweiten Wafers 12 wird der erste Wafer 11 auf den Strukturparameter Lagegenauigkeit und Strukturbreite an jeweils verschiedenen Meßpunkten untersucht. Die gemessenen Werte werden mit dem in einer Produktdatenbank hinterlegten Spezifikationswerten für dieses Waferprodukt in der Steuereinheit 9 verglichen. Für das aktuelle Produkt ergibt sich eine geringe mittlere Abweichung von dem Target- wert, jedoch innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte bezie- hungsweise Spezifikation. Die Steuereinheit 9 generiert daraus ein Ergebnissignal 100, welches in die Ereignisdatenbank 40 eingespeichert wird. Der entsprechende Flag wird in den Tabellen den verbleibenden zweiten und weiteren Halbleiterwafern 12 zugeordnet, so daß das Fertigungssteuerungssyste (CIM-System) nach Beendigung des Lithographieschrittes für den zweiten Wafer 12 diesen über das Transportsystem zusammen mit dem ersten Wafer 11 dem nachfolgenden Ätzschritt 3 zuführt , wobei diese im Losbehälter gesammelt und dieser zum Ätzen gegeben wird.
Der vorauslaufende Wafer 11 muß nicht notwendigerweise der in der zeitlichen oder logischen Reihenfolge erste Wafer eines Loses, Batches oder Wafer Carriers sein. Er kann auch während des Prozessierens des Loses als solcher aktiviert sein, bei- spielsweise durch ein Ereignis, welches eine neue Inspektion erforderlich macht. In der vorliegenden Notation ist der neue, vorauslaufende Wafer dann der erste Wafer 11 und ein ω ω t to μ* μ» in o in o in o in
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heit 9 diesen Wafer 11* nur auf den Strukturparameter 30' hin untersucht. Der Start des Vorlauferwafers 11' kann erfindungsgemäß auch von der Steuereinheit 9 aufgrund der Feststellung des Trends mit dem Ereignissignal 102 - Ansteuerein- heit 8 gesendet - initiiert werden.
Durch das Einsparen der Shift- und Magnification-Messung wird freie Meßkapazität in dem Overlay Meßgerät 2 erhöht und die Fertigungszeit vorteilhaft verkürzt.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Beispiel des Verfahrens zur Steuerung des Prozeßgerätes 1 ist in Figur 3 gezeigt. Ein RTC-Modul 80 hat für das Belichtungsgerät 1 Wartung angekündigt (Preventive Maintenance, PM) , deren Beendigung mit einem Ereignissignal 102 der Steuereinheit 9 des Overlay Meßgerätes 2 mitgeteilt wird. Als Reaktion auf ein entsprechendes Flag, welches in die Ereignisdatenbank 40 eingetragen ist, wird der vorauslaufende Wafer 11 in dem Overlay-Meßgerät 2 lediglich auf die Strukturbreite hin vermessen. Der Grund ist, daß in diesem Beispiel als Wartung ein Lichtfilterwechsel durchgeführt wurde, so daß keine neue Justage erforderlich ist. Demzufolge muß auch das Overlay nicht neu geprüft werden, sondern lediglich die Linienbreite als mögliche Folge einer Do- sisänderung .
Auch hier wird der vorauslaufende Wafer 11 durch Anstoß der Steuereinheit 9 beziehungsweise des gesendeten Ereignissignals 102 hin gestartet. Dynamisch kann hier auch ein nachlaufender zweiter Wafer 12 während der Generierung eines Ereignissignals 102 zu einem neuen vorauslaufenden Wafer 11 umdirigiert werden, um die neuen Bedingungen schnell überprüfen zu können. Durch die Messung des nur einen erforderlichen Strukturparameters 30' wird wiederum Zeit gespart, und durch den rücklaufenden Informationsfluß zur Steuerung der Prozeß- parameter in dem Belichtungsgerät 1 eine Qualitätsverbesserung des Prozesses herbeigeführt. In dem Flußdiagramm, welches in Figur 3b gezeigt ist, wird der prinzipielle Ablauf dieses erfindungsgemäßen Beispiels illustriert. Zunächst wird geprüft, ob überhaupt eine Systemeinstellung geändert worden ist, und wenn dies der Fall ist, welche Einstellung geändert worden ist. Verschiedene Arten von Systemänderungen führen zu unterschiedlich zu vermessenden Strukturparametern 30. In dem Beispiel wurde ein Lichtfilterwechsel durchgeführt, welches in diesem Flußdiagramm als Illuminatoränderung bezeichnet wird. Ein vorauslau ender Wafer 11 (englisch: Send-Ahead-Wafer) wird daraufhin auf die Strukturbreite überprüft. Wird hingegen das Alignment, die justage, geändert, so ist mit dem Send-Ahead-Wafer die Lage- genauigkeit in einem Overlay-Meßgerät 2 zu überprüfen. Eine globale Änderungen erfordert allerdings nach wie vor eine Überprüfung aller Parameter.
Dieses Flußdiagramm zeigt, daß gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung der Start von vorauslaufenden Wafern 11 initiiert wird. Bei vorteilhaftem Meßergebnis kann mit den geringfügig erhaltenen Abweichungen eine Prozeßparameterkorrektur durchgeführt werden, während der Produktionsdurchsatz unbeeinträchtigt bleibt.
Bezugszeichenliste
1 Prozeßgerät, Belichtungsgerät
2 Mikroskopmeßgerät, Overlay Meßgerät 3 Folgeprozeß, Ätzschritt
8 Steuereinheit für Prozeßgerät
9 Steuereinheit für Mikroskopmeßgerät
10 Halbleiterwafer
11 vorauslaufender Wafer, Send-Ahead-Wafer, erster Wafer 11' nächstfolgender erster Wafer
12 zweiter Wafer, nachlaufende Produktion
20 Grenzwerte für Strukturparameter 21 Prozeßgrenzwert
30 Strukturparameter 31 Prozeßparameter
40 Ereignisdatenbank
80 RTC-Modul
100 Ergebnissignal
101 Warnsignal 102 Ereignissignal
200 Prozeßoptimierung/-kontrolle

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung eines Prozeßgerätes (1) zur sequentiellen Verarbeitung von Halbleiterwafern (10) unter Ver- endung wenigstens eines Mikroskopmeßgerätes (2) zur Bestimmung der Güte des in dem Prozeßgerät (1) mit wenigstens einem Prozeßparameter (31) durchgeführten Prozesses, wobei Ziel- und Grenzwerte (20) für mindestens einen Strukturparameter (30) der auf den Wafer gebildeten Strukturen und Prozeßgrenz- werte (21) für den wenigstens einen Prozeßparameter (31) vorgegeben sind, umfassend die Schritte:
- Prozessieren eines ersten Wafers (11) in dem Prozeßgerät
(1),
- Ermitteln eines Wertes für den wenigstens einen Prozeßpara- meter (31) während des Prozessierens des ersten Wafers
(11) ,
- Vergleich des ermittelten Wertes des wenigstens einen Prozeßparameters (31) mit dem dazu vorgegebenen Prozeßgrenzwert (21) , - Erzeugen eines Warnsignals (101) in Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleiches,
- Übergabe des ersten Wafers (11) an das Mikroskopmeßgerät (2) in Abhängigkeit vom Warnsignal (101) ,
- Messung eines Strukturparameters (30) von in dem Prozeß auf dem ersten Wafer (11) gebildeten oder veränderten Strukturen in dem Mikroskopmeßgerät,
- Prozessieren wenigstens eines zweiten Wafers (12) vor oder während der Messung des ersten Wafers (11) in dem Prozeßgerät (1) , - Vergleich der gemessenen Werte der Strukturparameter (30) des ersten Wafers (11) mit den vorgegebenen Ziel- und Grenzwerten (20) ,
- Erzeugen eines Ergebnissignals (100) in Abhängigkeit vom Vergleichsresultat .
2 . Verfahren nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der wenigstens zweite Wafer (12) in Abhängigkeit vom erzeugten Ergebnissignal (100) einem folgenden Prozeßschritt (3) zugeführt wird, ohne zwischen beiden Prozeßschritten dem Mikroskopmeßgerät (2) zur Messung wenigstens eines Strukturpa- ra eters (30) zugeführt zu werden.
3. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß
- mehrere Wafer (10) jeweils zu Losen zusammengefaßt sind, - die Schritte für mehrere Lose mit jeweils zu vermessenden ersten Wafern (11) wiederholt werden,
- die jeweils gemessenen Werte der Strukturparameter (30) auf dem jeweils ersten Wafer (11) mit ihren Zeitmarken gespeichert werden, - aus den gespeicherten Werten eine zeitliche Entwicklung der Strukturparameter berechnet wird,
- in Abhängigkeit vom Ergebnis der Berechnung ein Ereignissignal (102) generiert wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß
- die Verarbeitung von Wafern in dem Prozeßgerät für eine mit Reparatur oder Wartung verbundene Tätigkeit unterbrochen wird, - ein Ereignissignal (102) spätestens bei Beendigung der Tätigkeit in Abhängigkeit von der durchgeführten Tätigkeit generiert wird,
- das Ereignissignal (102) an das Mikroskopmeßgerät (2) übermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für den ersten Wafer (11') eines nachfolgenden Loses in dem wenigstens einen Mikroskopmeßgerät (2) der zu messende Struk- turparameter (30') in Abhängigkeit vom Ereignissignal (102) ausgewählt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, soweit rückbezogen auf Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß
- das Prozeßgerät (1) ein Belichtungsgerät zur Strukturierung von Wafern (10) ist, und der Prozeß die lichtoptische Projektion von Maskenstrukturen auf Wafer (10) beinhaltet,
- die Reparatur- oder Wartungstätigkeit eine Justierung der Waferstage beinhaltet,
- das Ereignissignal (102) ein Kennzeichen für die durchge- führte Justierung der Waferstage umfaßt,
- als Antwort auf das übermittelte Ereignissignal mit dem Kennzeichen die Strukturparameter (30) Lagegenauigkeit und Strukturbreite ausgewählt werden,
- ausschließlich die Lagegenauigkeit und die Strukturbreite mit einem oder zwei Mikroskopmeßgeräten (2) gemessen werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 , rückbezogen auf Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß - das Prozeßgerät (1) ein Belichtungsgerät zur Strukturierung von Wafern (10) ist,
- die Reparatur- oder Wartungstätigkeit Änderungen an der Beleuchtung des Belichtungsgerätes beinhalten,
- das Ereignissignal ein Kennzeichen für die durchgeführte Änderung an der Beleuchtung umfaßt,
- als Antwort auf das übermittelte Ereignissignal (102) mit dem Kennzeichen der Strukturparameter (30) Strukturbreite ausgewählt wird,
- ausschließlich die Strukturbreite mit einem Mikroskopmeßge- rät (2) gemessen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Wafer (12) in Abhängigkeit vom Ergebnissignal (100) oder dem Warnsignal (101) dem Mikroskopmeßgerät (2) als neuer vorauslaufender erster Wafer (11) zur Messung der Strukturparameter (30) zugeführt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,' d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Wafer (12) in Abhängigkeit vom Ereignissignal (102) dem Mikroskopmeßgerät (2) als neuer vorauslaufender erster Wafer (11) zur Messung der Strukturparameter (30) zugeführt wird.
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