DE102020119873A1

DE102020119873A1 - Verfahren zum Erkennen fehlerhafter oder fehlerhaft in einem CVD-Reaktor eingesetzte Substrate

Info

Publication number: DE102020119873A1
Application number: DE102020119873.6A
Authority: DE
Inventors: Utz Herwig Hahn; Martin Dauelsberg; Thomas Schmitt
Original assignee: Aixtron SE
Current assignee: Aixtron SE
Priority date: 2020-07-28
Filing date: 2020-07-28
Publication date: 2022-02-03
Also published as: WO2022023122A1; EP4189136A1; KR20230048078A; JP2023535209A; TW202221162A; JP7716470B2; US20230295807A1; CN116034184A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen fehlerhafter oder fehlerhaft in einem CVD-Reaktor eingesetzte Substrate (3) mithilfe ein oder mehrerer optischer Sensoren (3), die vor oder während eines Behandlungsprozesses der Substrate (3) innerhalb des CVD-Reaktorgehäuses (1) Eigenschaften der Oberflächen der Substrate (3) beispielsweise Schichtdicke oder Temperatur erfassen. Die von den Sensoren (3) gelieferten Messwerte lassen sich in Form einer Messkurve auftragen, wobei aus der Messkurve Muster gewonnen werden, die jeweils zu einem der Substrate (3) korrespondieren. Die Muster werden untereinander oder mit einem aus den Mustern gebildeten Mittelwert (Lm) verglichen.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen fehlerhafter oder fehlerhaft in einen CVD-Reaktor eingesetzte Substrate mithilfe ein oder mehrerer optischer Sensoren, die vor oder während eines Behandlungsprozesses der Substrate innerhalb eines CVD-Reaktorgehäuses Eigenschaften der Oberflächen der Substrate erfassen, aus denen Muster gewonnen werden, die zusätzlich mit Vergleichsmustern verglichen werden können.
Stand der Technik
Die US 2019/ 0096773 A1 beschreibt ein Verfahren, mit dem unter Verwendung optischer Sensoren eine Fehllage eines Substrates auf einem Suszeptor in einem CVD-Reaktor erkannt werden kann.
Aus der US 2019/0188840 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem fehlerhafte oder fehlerhaft auf einem Suszeptor angeordnete Substrate erkannt werden können.
Die DE 10 2013 114 412 A1 , DE 10 2018 125 531 A1 , DE 10 2015 100 640 A1 oder DE 10 2015 100 640 A1 beschreiben CVD-Reaktoren zum Abscheiden von Halbleiterschichten auf Substraten. Auf einem in einem Reaktorgehäuse angeordneten Suszeptor befinden sich mehrere, dort regelmäßig angeordnete Substrate, die durch Einspeisen von reaktiven Gasen in eine Prozesskammer beschichtet werden. Eine Heizeinrichtung, mit der der Suszeptor beheizt wird, wird mithilfe von Signalen von Sensoren geregelt. Einige dieser Sensoren messen die Temperatur der Oberfläche der Substrate. Die Vorrichtungen weisen darüber hinaus weitere optische Sensoren auf, mit denen während des Abscheideprozesses die Schichtdicke der abgeschiedenen Schicht in situ bestimmt werden kann. Dies erfolgt insbesondere durch Reflexionsmessungen.
Zum Stand der Technik gehören ferner die US 2016/125589 , EP 2 684 979 A1 , JP 2010258383 A , US 2004/143412 A1 , US 2003/218144 A1 und DE 698 28 973 T2 .
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren zum Erkennen fehlerhafter oder fehlerhaft in einen CVD-Reaktor eingesetzte Substrate zu erkennen, und mit einfachen Mitteln durchzuführen.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen technischen Lösung, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe dar.
Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass die Vergleichsmuster, die verwendet werden, um durch Vergleich mit den während eines Abscheideprozesses gewonnenen Mustern fehlerhafte oder fehlerhaft eingesetzte Substrate zu erkennen, während desselben Abscheideprozesses gewonnen werden. Das Vergleichsmuster wird aus denselben Mustern gewonnen und insbesondere berechnet, mit denen das Vergleichsmuster verglichen wird. Die Berechnung des Vergleichsmusters erfolgt während des Behandlungsprozesses.
Das Vergleichsmuster kann permanent aktualisiert werden. Bei dem Behandlungsprozess handelt es sich bevorzugt um einen Beschichtungsprozess, bei dem durch Einspeisen reaktiver Gase in eine Prozesskammer des CVD-Reaktors Schichten, insbesondere einkristalline Schichten, auf einem Substrat abgeschieden werden. Bei den reaktiven Gasen kann es sich um Hydride der V. Hauptgruppe und metallorganische Verbindungen der III. Hauptgruppe handeln. Es können aber auch reaktive Gase der IV. Hauptgruppe oder der II. und VI. Hauptgruppe verwendet werden. Die reaktiven Gase zerlegen sich pyrolytisch in der Gasphase innerhalb der Prozesskammer oder auf der Oberfläche des Substrates, sodass auf den Substraten Schichten abgeschieden werden. Ein Suszeptor, auf dem die Substrate in regelmäßiger Anordnung, beispielsweise in einer kreisförmigen Anordnung um ein Zentrum liegen, wird mit einer Heizeinrichtung beheizt. Es sind ein oder mehrere Sensoren vorgesehen, mit denen die Temperatur des Suszeptors gemessen werden kann, um mit den von den ein oder mehreren Sensoren gelieferten Messwerten die Temperatur des Suszeptors zu regeln. Es können ferner Sensoren vorgesehen sein, mit denen gegebenenfalls auch nur die Oberflächentemperaturen der Substrate gemessen werden. Diese Sensoren sind bevorzugt fest mit dem Gehäuse des CVD-Reaktors verbunden. Der Suszeptor kann um eine Drehachse gedreht werden. Bei dieser Drehung wandern die Substrate unterhalb eines Meßpunktes der Sensoren, sodass der Messpunkt auf einer Kreisbogenlinie über den Suszeptor und die auf dem Suszeptor angeordneten Substrate wandert. Bei dieser Messung werden kontinuierlich Messwerte aufgenommen, mit denen einerseits die Temperatur und/ oder die Temperaturverteilung auf der Oberfläche der Substrate ermittelt werden kann, oder andererseits mit denen permanent die Schichtdicke der auf den Substraten abgeschiedenen Schichten gemessen werden kann. Bei den Sensoren kann es sich um ein oder mehrere Pyrometer handeln. Die Pyrometer können im UV-Bereich und/oder im IR-Bereich sensibel sein. Bei den Messungen kann es sich um Reflexionsmessungen handeln. Indem der Messpunkt während der Messung über die Substrate wandert, liefern die kontinuierlich aufgenommenen Messwerte eine Messkurve, die zeitlich aufeinanderfolgende Strukturen besitzt, die charakteristische Eigenschaften der Substrate angeben. Diese Strukturen werden bislang dazu verwendet, um die laterale Temperaturverteilung beziehungsweise die Homogenität des Wachstums zu ermitteln. Erfindungsgemäß werden diese Strukturen verwendet, um fehlerhafte oder fehlerhaft in den CVD-Reaktor eingesetzte Substrate zu erkennen. Hierzu werden aus den Messwerten Muster gebildet. Dies kann mit den bekannten Methoden der Bilderkennung, der Fourier-Transformation, der Rauschanalyse oder dergleichen erfolgen. Zum Erkennen der Fehler werden die Muster untereinander verglichen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass aus den während einer vollständigen Drehung des Suszeptors aufgenommenen Messwerten und daraus gebildeten Messwerten ein Vergleichsmuster berechnet wird, das mit allen einzelnen, während derselben Drehung des Suszeptors aufgenommenen Mustern verglichen wird. Mit dem mindestens einen Sensor kann während ein oder mehrerer Drehungen des Suszeptors eine Messkurve aufgenommen werden, die zeitlich hintereinander angeordnete Strukturen aufweist, wobei jede Struktur während des Wanderns des Messpunktes über eines der Substrate gewonnen wird. Aus diesen jeweils einem individuellen Substrat zuordenbaren Strukturen können Muster berechnet werden. Diese Muster können sich während des Behandlungsprozesses, also insbesondere beim Abscheiden einer Schicht auf die Substrate ändern, indem sie nach jeder oder nach einigen Drehungen des Suszeptors mit den aktuellen Messwerten aktualisiert werden. Es kann vorgesehen sein, dass aus den Mustern untereinander vergleichbare Werte gebildet werden. Diese Werte können Scalare oder Vektoren oder Matrizen sein. Aus den Werten kann ein charakteristischer Wert oder ein Mittelwert gebildet werden. Die Werte können die Eigenschaft haben, dass ein numerischer Abstand zwischen den Werten angegeben werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Werte der einzelnen Muster mit dem charakteristischen Wert verglichen werden und ein Substrat als fehlerhaft angesehen wird, dessen zugeordneter Wert einen über einem Schwellwert liegenden Abstand vom charakteristischen Wert besitzt. Es kann ferner vorgesehen sein, dass ein zweiter Schwellwert definiert wird und bei einem Überschreiten eines Abstandes dieses zweiten Schwellwertes der Abscheideprozess abgebrochen wird. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der mindestens eine Schwellwert durch maschinelles Lernen ermittelt wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Muster beziehungsweise die daraus gewonnenen Werte nicht mit einem charakteristischen Wert verglichen werden, sondern dass die Muster beziehungsweise die daraus gewonnenen Werte untereinander verglichen werden. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Abscheideprozess nicht abgebrochen wird, wenn ein Abstand einen Schwellwert überschreitet, sondern lediglich eine Warnung abgegeben wird. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann vorgesehen sein, dass mit zumindest einem Sensor zumindest eine technologische Größe, beispielsweise eine Schichtdicke oder eine Temperatur, an den auf dem sich unter dem zumindest einen Sensor drehenden Suszeptor aufliegenden Substraten gemessen wird, dass der mindestens eine Sensor Messwerte liefert, die in Form einer Messkurve aufgetragen werden können, wobei die Messkurve jedem der Substrate zuordenbare Strukturen aufweist, wobei die Strukturen untereinander vergleichbare Muster aufweisen, aus denen untereinander vergleichbare Werte gewonnen werden, wobei zur Ermittlung eines fehlerhaften oder fehlerhaft angeordneten Substrates nur die aus den gleichzeitig aufgenommenen Messwerten gewonnenen vergleichbaren Werte untereinander oder mit einem aus den gleichzeitig aufgenommenen Messwerten gebildeten Mittelwert verglichen werden. Das Verfahren kann sowohl während eines Behandlungsprozesses, bei dem mehrere Substrate gleichzeitig thermisch behandelt werden, als auch vor einem Behandlungsprozess, beispielsweise während einer Aufheizphase durchgeführt werden. Es kann vorgesehen sein, dass Messwerte verwendet werden, die während einer Mehrzahl vollständiger Drehungen des Suszeptors aufgenommen worden sind. Die Messstelle wandert während der Drehung des Suszeptors um seine Drehachse während eines Umlaufs über einen azimutalen Winkel von 360 Grad. Während dieses Umlaufs werden für jedes der Substrate, die auf ihnen zugeordneten azimutalen Winkeln liegen, Messwerte aufgenommen. Nach jeder Umdrehung können diese Messwerte aktualisiert werden oder es können Mittelwerte für die Messwerte jedes Substrates gewonnen werden.
Figurenliste
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 schematisch den Querschnitt eines CVD-Reaktors zur Durchführung des Verfahrens,
2 den Schnitt gemäß der Linie II-II (eine Draufsicht auf den Suszeptor 2), wobei der Suszeptor 7 Lagerplätze für jeweils ein Substrat 3 aufweist,
3 schematisch den Verlauf eines Signales S, welches von einem Sensor 6 während einer Umdrehung des Suszeptors 2 aufgenommen wird, wobei hier ein Suszeptor verwendet wird, der fünf um eine Drehachse A angeordnete Auflageplätze für Substrate 3 besitzt. Die horizontale Achse, die mit t bezeichnet ist, repräsentiert entweder die Zeit oder den azimutalen Winkel der Messstelle auf dem Suszeptor.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die 1 zeigt einen CVD-Reaktor mit einem Reaktorgehäuse 1, welches gasdicht ist. Innerhalb des Reaktorgehäuses befindet sich zwischen einer Prozesskammerdecke 4 und einem Suszeptor 2 eine Prozesskammer, in die durch ein Gaseinlassorgan 8 reaktive Gase eingespeist werden. Der Suszeptor 2 wird von unten mit einer Heizeinrichtung 9 beheizt. Auf dem Suszeptor 2 liegen mehrere Substrate 3. Die Substrate 3 liegen beim Ausführungsbeispiel jeweils in einer Tasche 12. Die Tasche 12 wird von einem Substrathalter 13 ausgebildet, der in einer Vertiefung 14 des Suszeptors 2 liegt. Der Substrathalter 13 kann auf einem Gaspolster schweben, das den Substrathalter 13 in eine Drehbewegung um seine Achse versetzt. Durch eine Durchtrittsöffnung 5 innerhalb der Prozesskammerdecke 4 verläuft ein Strahlengang 7 eines optischen Sensors 6, der fest mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Der Strahlengang 7 trifft auf eine Messstelle 10 auf dem Substrat 3. Mit dem Sensor 6 kann die Temperatur des Substrates 3 gemessen werden. Es ist aber auch möglich, dass mit dem Sensor 6 oder einem weiteren Sensor eine andere optische Eigenschaft, beispielsweise die Reflektanz, des Substrates 3 gemessen werden kann, um während des Abscheideprozesses laufend die Schichtdicke der auf den Substraten 3 abgeschiedenen Schichten zu messen.
Während des Beschichtungsverfahrens dreht sich der Suszeptor 2 um die Drehachse A, sodass die Messstelle 10 auf einer kreisförmigen Bahn 11 über kreisförmig um die Drehachse A angeordnete Substrate 3 wandert. Die kreisförmige Bahn 11 kann durch den Mittelpunkt des Substrates 3 beziehungsweise den Mittelpunkt der Tasche 12 oder des Substrathalters 13 verlaufen.
Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen können die Substrate 3 in einer hexagonal dichtesten Anordnung oder anderweitig über die gesamte Fläche des Suszeptors 2 verteilt angeordnet sein. Das Gaseinlassorgan 8 kann bei diesen Ausführungsbeispielen die Form eines Showerheads aufweisen. Es sind geeignete Mittel vorgesehen, mit denen eine Messstelle 10 eines optischen Sensors über die Substrate 3 wandert, beispielsweise kann der Strahlengang über Umlenkelemente entsprechend gesteuert werden.
Zumindest einer der ein oder mehreren optischen Sensoren 6 kann dazu verwendet werden, um die Heizeinrichtung 9 oder andere Stellglieder des CVD-Reaktors zu regeln.
Während einer Umdrehung des Suszeptors 2 liefert der mindestens eine Sensor 6 ein Signal, das etwa die in der 3 dargestellte Form haben kann. Anders als in der 2 dargestellt, entstammt dieses Signal von einer Vorrichtung bei der auf dem Suszeptor 2 fünf Substrate 3 in einer gleichmäßigen Anordnung um die Drehachse A angeordnet sind. Während der Messpunkt 10 über ein Substrat 3 wandert, bildet sich ein charakteristischer Messkurvenabschnitt, der ein gewisses Muster a, b, c, d, e aufweist. Haben alle Substrate 3 eine im Wesentlichen gleiche Qualität und sind ordnungsgemäß auf dem Suszeptor 2 angeordnet, beispielsweise liegen korrekt in Taschen 12, die in die Oberseite des Suszeptors 2 eingearbeitet sind, um die Substrate 3 aufzunehmen, so sind die Muster a, b, c, d, e im Wesentlichen gleich oder ähnlich. In der 3 handelt es sich dabei um die Muster a, b, c und e.
Der das Muster d bildende Kurvenabschnitt unterscheidet sich von den anderen Mustern. Durch einen Vergleich der Muster a, b, c, d, e untereinander wird erfindungsgemäß das Muster d als abweichend angesehen. Das Muster d kann somit zu einem Substrat 3 korrespondieren, das fehlerhaft ist oder fehlerhaft in die Tasche 12 eingesetzt ist.
Zur Ermittlung des fehlerhaften oder fehlerhaft eingesetzten Substrates 3 können jedem der Muster a, b, c, d, e Werte La, Lb, Lc, Ld, Le zugeordnet werden. Diese Werte können durch eine Fourier-Analyse, eine Bilderkennung, eine Rauschanalyse oder dergleichen ermittelt werden. Es kann vorgesehen sein, dass aus den Werten ein Mittelwert Lm gebildet wird. $Lm = (La + Lb + Lc + Ld + Le) / 5$
Mit diesem Mittelwert können alle Werte verglichen werden. $\begin{array}{l} Aa = La - Lm \\ Ab = Lb - Lm \\ Ac = Lc - Lm \\ Ad = Ld - Lm \\ Ae = Le - Lm \end{array}$
Überschreitet ein Abstand Aa, Ab, Ac, Ad, Ae zwischen einem der Werte La, Lb, Lc, Ld, Le und dem Mittelwert Lm einen Schwellwert Ls, so kann eine Warnung ausgegeben werden, dass eines der Substrate 3 fehlerhaft oder fehlerhaft eingesetzt ist. Die Überschreitung des Schwellwertes kann aber auch dazu führen, dass ein Beschichtungsprozess abgebrochen wird.
Erfindungsgemäß können nicht nur Sensorsignale S, die von einem Pyrometer zur Messung der Temperatur der Oberfläche des Substrates gewonnen werden, verwendet werden. Es ist auch möglich, Sensorsignale S zu verwenden, die von anderen optischen Sensoren, beispielsweise Sensoren, mit denen die Schichtdicke der auf den Substraten 3 abgeschiedenen Schichten gemessen werden, kommen.
Die Schwellwerte können sich dynamisch ändern. Zur Ermittlung der Schwellwerte kann insbesondere die Methode des maschinellen Lernens verwendet werden. Es kann vorgesehen sein, dass die von den Sensoren aufgenommenen Messwerte, beispielsweise Spektren, in einer Datenbank abgespeichert werden und aus solchen historischen Daten die Schwellwerte ermittelt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich ermitteln, ob Substrate 3 gebrochen sind oder ob Substrate 3 nicht ordnungsgemäß in den ihnen zugeordneten Taschen 12 einliegen oder ob Substrathalter 13, die auf Gaspolstern gelagert sind und die ein oder mehreren Substrate 3 tragen, sich nicht ordnungsgemäß auf den Gaspolstern drehen.
Die 3 ist auch so zu verstehen, dass t einen azimutalen Winkel angibt und die 3 die Messkurve einer vollständigen Drehung des Suszeptors wiedergibt. Aus mehreren derartigen, hintereinander aufgenommenen Messkurven können für jedes Substrat 3 individualisierte und/oder gemittelte Muster a, b, c, d, e ermittelt werden oder aus mehreren, zeitlich hintereinander ermittelten Mustern a, b, c, d, e charakteristische Werte La, Lb, Lc, Ld, Le gebildet werden, die jeweils aus einer Mehrzahl von jeweils einem Substrat individuell zugeordneten Mustern berechnet werden.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vergleichsmuster aus den während desselben Behandlungsprozesses gewonnenen Mustern a, b, c, d, e gebildet werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mehrere gleichartige Substrate 3 in einer regelmäßigen Anordnung auf einem Suszeptor 2 angeordnet sind.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Substrate 3 auf zumindest einem Kreisbogen um eine Drehachse A des Suszeptors 3 angeordnet sind und der zumindest eine optische Sensor 6 derart ortsfest dem Reaktorgehäuse 1 zugeordnet ist, dass ein Messpunkt 10 als Folge einer Relativdrehung des Suszeptors 2 gegenüber dem Reaktorgehäuse 1 auf einer kreisförmigen Bahn 11 über die Substrate 3 wandert.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Muster a, b, c, d, e aus den während des Wanderns des Messpunktes 10 über die Oberfläche des Substrates 3 gewonnenen Messwerten gewonnen werden und aus den bei zumindest einer vollständigen oder aus mehreren vollständigen Drehung des Suszeptors 3 gewonnenen Muster a, b, c, d, e jeweils ein zugeordneter Wert La, Lb, Lc, Ld, Le gebildet wird, wobei die zugeordneten Werte untereinander vergleichbar sind, und zur Erkennung eines Fehlers die so gebildeten Werte La, Lb, Lc, Ld, Le untereinander verglichen werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Muster a, b, c, d, e aus Reflexionswerten oder Temperaturmesswerten gewonnen werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Muster a, b, c, d, e durch Aufbereitung der von dem mindestens einen Sensor 6 gelieferten Signale berechnet werden, wobei bei der Berechnung Methoden der Bilderkennung, der Fourier-Transformation, der Rauschanalyse oder dergleichen verwendet werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass aus den zugeordneten Werten La, Lb, Lc, Ld, Le ein charakteristischer Wert oder Mittelwert Lm gebildet wird, mit dem alle Werte La, Lb, Lc, Ld, Le verglichen werden und ein Fehler festgestellt wird, wenn ein Abstand eines der Werte La, Lb, Lc, Ld, Le zum charakteristischen Wert oder Mittelwert Lm oberhalb eines Schwellwertes Ls liegt.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Muster a, b, c, d, e aus Messwerten gewonnen werden, die zur Steuerung des CVD-Reaktors und/ oder zur Steuerung eine Heizeinrichtung 9 zur Beheizung des Suszeptors 2 gewonnen werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass mit dem zumindest einen Sensor 6 zumindest eine technologische Größe, beispielsweise eine Schichtdicke oder eine Temperatur an den auf dem sich unter dem zumindest einen Sensor 6 drehenden Suszeptor 2 aufliegenden Substraten 3 gemessen wird, wobei der zumindest eine Sensor 6 Messwerte liefert, die in Form einer Messkurve aufgetragen werden können, wobei die Messkurve jedem Substrat 3 zuordenbare Strukturen mit untereinander vergleichbaren Mustern aufweist, wobei aus den Mustern untereinander vergleichbare Werte La, Lb, Lc, Ld, Le gewonnen werden, die mit einem aus den gleichzeitig aufgenommenen Messwerten gebildeten Mittelwert verglichen werden.
Ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass aus durch mehrfaches Überwandern des Messpunktes 10 über die mehreren Substrate 3 aus den mehreren, jedem Substrat 3 individuell zugeordneten Mustern a, b, c, d, e jeweils ein einem Substrat 3 zugeordneter Wert La, Lb, Lc, Ld, Le gebildet wird, und die Werte La, Lb, Lc, Ld, Le untereinander verglichen werden.
Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
Bezugszeichenliste

1: Reaktorgehäuse
2: Suszeptor
3: Substrat
4: Prozesskammerdecke
5: Durchtrittsöffnung
6: optischer Sensor
7: Strahlengang
8: Gaseinlassorgan
9: Heizeinrichtung
10: Messstelle
11: kreisförmige Bahn
12: Tasche
13: Substrathalter
14: Vertiefung
A: Drehachse
S: Sensorsignal
a: Muster
b: Muster
c: Muster
d: Muster
e: Muster
t: Zeit
La: Wert
Lb: Wert
Lc: Wert
Ld: Wert
Le: Wert
Lm: Mittelwert
Ls: Schwellwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2019/0188840 A1 [0003]
DE 102013114412 A1 [0004]
DE 102018125531 A1 [0004]
DE 102015100640 A1 [0004]
US 2016125589 [0005]
EP 2684979 A1 [0005]
JP 2010258383 A [0005]
US 2004143412 A1 [0005]
US 2003218144 A1 [0005]
DE 69828973 T2 [0005]

Claims

Verfahren zum Erkennen fehlerhafter oder fehlerhaft in einen CVD-Reaktor eingesetzte Substrate (3) mithilfe ein oder mehrerer optischer Sensoren (6), die vor oder während eines Behandlungsprozesses der Substrate (3) innerhalb eines CVD-Reaktorgehäuses (1) Eigenschaften der Oberflächen der Substrate (3) erfassen, aus denen Muster (a, b, c, d, e) gewonnen werden, die mit Vergleichsmustern verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichsmuster aus den während desselben Behandlungsprozesses gewonnenen Mustern (a, b, c, d, e) gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleichartige Substrate (3) in einer regelmäßigen Anordnung auf einem Suszeptor (2) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substrate (3) auf zumindest einem Kreisbogen um eine Drehachse (A) des Suszeptors (3) angeordnet sind und der zumindest eine optische Sensor (6) derart ortsfest dem Reaktorgehäuse (1) zugeordnet ist, dass ein Messpunkt (10) als Folge einer Relativdrehung des Suszeptors (2) gegenüber dem Reaktorgehäuse (1) auf einer kreisförmigen Bahn (11) über die Substrate (3) wandert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Muster (a, b, c, d, e) aus den während des Wanderns des Messpunktes (10) über die Oberfläche des Substrates (3) gewonnenen Messwerten gewonnen werden und aus den bei zumindest einer vollständigen oder aus mehreren vollständigen Drehung des Suszeptors (3) gewonnenen Muster (a, b, c, d, e) jeweils ein zugeordneter Wert (La, Lb, Lc, Ld, Le) gebildet wird, wobei die zugeordneten Werte untereinander vergleichbar sind, und zur Erkennung eines Fehlers die so gebildeten Werte (La, Lb, Lc, Ld, Le) untereinander verglichen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Muster (a, b, c, d, e) aus Reflexionswerten oder Temperaturmesswerten gewonnen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Muster (a, b, c, d, e) durch Aufbereitung der von dem mindestens einen Sensor (6) gelieferten Signale berechnet werden, wobei bei der Berechnung Methoden der Bilderkennung, der Fourier-Transformation, der Rauschanalyse oder dergleichen verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den zugeordneten Werten (La, Lb, Lc, Ld, Le) ein charakteristischer Wert oder Mittelwert (Lm) gebildet wird, mit dem alle Werte (La, Lb, Lc, Ld, Le) verglichen werden und ein Fehler festgestellt wird, wenn ein Abstand eines der Werte (La, Lb, Lc, Ld, Le) zum charakteristischen Wert oder Mittelwert (Lm) oberhalb eines Schwellwertes (Ls) liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Muster (a, b, c, d, e) aus Messwerten gewonnen werden, die zur Steuerung des CVD-Reaktors und/oder zur Steuerung eine Heizeinrichtung (9) zur Beheizung des Suszeptors (2) gewonnen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Sensor (6) zumindest eine technologische Größe, beispielsweise eine Schichtdicke oder eine Temperatur an den auf dem sich unter dem zumindest einen Sensor (6) drehenden Suszeptor (2) aufliegenden Substraten (3) gemessen wird, wobei der zumindest eine Sensor (6) Messwerte liefert, die in Form einer Messkurve aufgetragen werden können, wobei die Messkurve jedem Substrat (3) zuordenbare Strukturen mit untereinander vergleichbaren Mustern aufweist, wobei aus den Mustern untereinander vergleichbare Werte (La, Lb, Lc, Ld, Le) gewonnen werden, die mit einem aus den gleichzeitig aufgenommenen Messwerten gebildeten Mittelwert verglichen werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus durch mehrfaches Überwandern des Messpunktes (10) über die mehreren Substrate aus den mehreren, jedem Substrat (3) individuell zugeordneten Mustern (a, b, c, d, e) jeweils ein einem Substrat (3) zugeordneter Wert (La, Lb, Lc, Ld, Le) gebildet wird, und die Werte (La, Lb, Lc, Ld, Le) untereinander verglichen werden.
Verfahren, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.