DE60024291T2

DE60024291T2 - Verfahren und vorrichtung für die in-situ-messung von plasma-ätz-prozessen und plasma-abscheidungs-prozessen mit hilfe einer breitbandigen gepulsten lichtquelle

Info

Publication number: DE60024291T2
Application number: DE60024291T
Authority: DE
Inventors: Andrew Perry; S. Randall MUNDT
Original assignee: Lam Research Corp
Current assignee: Lam Research Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: KR100797420B1; JP4938948B2; EP1218689B1; AU7619800A; WO2001023830A1; KR20020035159A; ES2250191T3; CN1377457A; KR20070087193A; JP2004507070A; EP1218689A1; KR100782315B1; JP2011238957A; USRE39145E1; JP2011238958A; DE60024291D1; CN1148563C; US6160621A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Bearbeitung von Halbleiter-Substraten und insbesondere die Überwachung von Materialdicke sowie Ätz- und Abscheideraten während Plasmaätz- und Plasmaabscheide-Prozessen an Halbleiter-Substraten.
Die Herstellung von integrierten Schaltkreiselementen erfordert das Aufbringen von verschiedenen Schichten (sowohl leitenden als auch halbleitenden und nichtleitenden Schichten) auf einem Basissubstrat, um die erforderlichen Komponenten und Zwischenverbindungen herzustellen. Während des Herstellungsprozesses ist das Entfernen einer bestimmten Schicht oder von Teilen von Schichten erforderlich, um die verschiedenen Komponenten und Zwischenverbindungen zu schaffen. Dies wird im Allgemeinen durch einen Ätzprozess durchgeführt. Die gebräuchlichen Ätztechniken umfassen nasses bzw. chemisches Ätzen und trockenes bzw. Plasmaätzen. Die letztgenannte Technik ist typischerweise abhängig von der Erzeugung von reaktiven Teilchen aus den Prozessgasen, die auf die Oberfläche des zu ätzenden Materials auftreffen. Zwischen dem Material und diesen Teilchen findet eine chemische Reaktion statt, und das gasförmige Reaktionsprodukt wird dann von der Oberfläche entfernt.
Unter Bezugnahme auf 1 beginnt das Erzeugen eines Plasmas zur Verwendung bei der Fertigung oder bei Herstellungsprozessen typischerweise mit dem Zuführen verschiedener Prozessgase in eine Plasmakammer 10 eines im Allgemeinen mit 12 bezeichneten Plasmareaktors. Die Gase strömen durch einen Einlass 13 in die Kammer 10 hinein und durch einen Auslass 15 hinaus. Ein Werkstück 14, beispielsweise ein Wafer mit integrierten Schaltkreisen, wird in der Kammer 10 angeordnet und von einer Waferhalterung 16 gehalten. Der Reaktor 12 umfasst ebenfalls einen Mechanismus 18 (beispielsweise eine Induktivspule) für die Erzeugung der Plasmadichte. Ein Plasma-Induktionssignal, das von einer Stromversorgung 20 für die Plasma-Induktion geliefert wird, wird dem Mechanismus 18 für die Erzeugung der Plasmadichte zugeführt, wobei es sich bei dem Plasma-Induktionssignal vorzugsweise um ein Hochfrequenzsignal handelt. Ein oberer Teil 22, der aus einem Material besteht, das für Hochfrequenzstrahlung durchlässig ist, wie beispielsweise Keramik oder Quarz, ist Bestandteil der oberen Oberfläche der Kammer 10. Der obere Teil 22 ermöglicht eine effiziente Übertragung der Hochfrequenzstrahlung von der Spule 18 zum Inneren der Kammer 10. Diese Hochfrequenzstrahlung wiederum regt die Gasmoleküle in der Kammer an, um ein Plasma 24 zu erzeugen. Das erzeugte Plasma 24 ist nützlich beim Ätzen von Schichten von einem Wafer oder beim Abscheiden von Schichten auf einen Wafer, wie in fachmännischen Kreisen bekannt ist.
Ein wichtiger Gesichtspunkt bei allen Ätz- und Abscheideprozessen ist die Überwachung von Prozessparametern, wie Ätz- und Abscheiderate, Filmdicke und die Bestimmung eines Zeitpunktes, der als Endpunkt bezeichnet wird, an dem der Prozess beendet wird. Übliche Verfahren zur Überwachung der Plasmaätz- und Plasmaabscheide-Prozesse umfassen Spektroskopie und Interferometrie. Spektroskopische Verfahren umfassen das Überwachen der chemischen Teilchen in der Plasmakammer und das Erfassen einer Änderung in der Konzentration eines emittierenden Teilchens im Plasma, wenn ein Film durch einen Ätzprozess abgetragen und ein darunter liegender Film freigelegt wird. Dieses Verfahren ist jedoch bei einigen Ätzprozessen, bei denen ein darunter liegender Film nicht freigelegt wird, nicht anwendbar. Beispielsweise liegt in einem Gate-Ätzprozess eine Schicht aus polykristallinem Silizium oder amorphem Silizium über einer dünnen Oxidschicht. Die Polysiliziumschicht muss weggeätzt werden, wobei die dünne Oxidschicht erhalten bleiben muss, ohne irgendwelche Vertiefungen oder Löcher in der Oxidschicht zu erzeugen. Um dies zu erreichen, muss die für das Ätzen verwendete Chemie zu einem Zeitpunkt geändert werden, bevor die Polysiliziumschicht entfernt worden ist. Spektroskopie ist bei Ätz prozessen im Fall von flachen Isolationsgräben und Vertiefungen ebenfalls nicht brauchbar.
Interferometrische Verfahren sind im US-Patent 5,450,205 von Sawin et al. offenbart und schließen Laser-Interferometrie und optische Emissions-Interferometrie ein. Bei der Laser-Interferometrie trifft ein einfallender Laserstrahl auf eine Grenzfläche zwischen einem Wafer und dem Umfeld einer Kammer, beispielsweise dem Plasma der Plasmakammer. Ein reflektierter Strahl wird durch einen Bandpass-Filter zu einer Fotodiode geleitet, wo ein Interferometriesignal als Funktion der Zeit aufgezeichnet wird. Der Bandpass-Filter verhindert, dass die Plasmaemission in die Fotodiode eindringt, während er es dem reflektierten Laserstrahl erlaubt, auf die Fotodiode zu treffen.
Bei der optischen Emissions-Interferometrie wird das vom Plasma erzeugte Licht als Lichtquelle für die Interferometrie verwendet. Licht aus der Plasmakammer wird mit einer Linse gesammelt und durch einen Bandpass-Filter zu einer Fotodiode geleitet. Der Bandpass-Filter definiert die Wellenlänge des verwendeten Lichts als interferometrisches Signal und blockiert Licht mit unerwünschten Wellenlängen, um zu verhindern, dass das Plasma aus dem Umfeld die Fotodiode erreicht. Sowohl bei der Laser-Interferometrie als auch bei der optischen Emissions-Interferometrie werden die Ätzrate und die Filmdicke einfach durch Bestimmen der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Maximalwerten oder aufeinanderfolgenden Minimalwerten des interferometrischen Signals berechnet.
Die Verwendung von Breitbandlichtquellen bei den interferometrischen Verfahren ist auf dem Gebiet ebenfalls gut bekannt. Das US-Patent 5,291,269 von Ledger offenbart eine Vorrichtung zum Messen der Dicke einer dünnen Filmschicht mit einer breitstrahlenden Lichtquelle, die einen diffusen polychromatischen Lichtstrahl erzeugt. Der Strahl beleuchtet die gesamte Oberfläche eines Wafers, wird von dem Wafer reflektiert und durch Filter geleitet, um einen monochromatischen Lichtstrahl zu erzeugen, der auf eins Detektorarray-Anordnung projiziert wird. Der monochromatische Lichtstrahl stellt das Bild eines Interferenzmusters auf der Detektorarray-Anordnung dar. Dieses Muster wird verarbeitet, um eine Abbildung von gemessenen Reflexionsdaten zu erhalten, die mit Referenz-Reflexionsdaten verglichen werden, um eine Abbildung der Dicke der dünnen Filmschicht über die vollständige Breite des Wafers zu erzeugen.
Die EP-A-0 881 040 offenbart ein Prozess-Überwachungsgerät und ein entsprechendes Verfahren zum Bestimmen von Prozessparametern während des Poliervorgangs an einem Wafer. Die US-A-5,748,296 führt eine In-Situ-Messung der Dicke beim Plasmaätzen durch, indem das vom Wafer reflektierte Licht spektral analysiert wird.
Um interferometrische Messungen durch ein Plasma durchführen zu können, ist es erforderlich, den Beitrag der Plasmaemission aus dem Interferometriesignal zu entfernen und dadurch den Effekt dieses Beitrages auf den Algorithmus zu reduzieren, der zum Modellieren der dünnen Filmstrukturen auf dem Wafer verwendet wird. Schwankungen bei der Plasmaemission können auch Modelle stören, die zum Bestimmen der Ätzrate von Filmen auf dem Wafer verwendet werden. Der Einsatz der Laser-Interferometrie reduziert die Empfindlichkeit gegenüber der Plasmaemission weitgehend, beschränkt die Messung jedoch auf eine einzelne Wellenlänge. Optische Emissions-Interferometrietechniken sind von der Plasmaemission selbst abhängig und sind daher anfällig für Schwankungen bei der Emission, und der Bereich der für die Analyse zur Verfügung stehenden Wellenlängen variiert mit der Prozesschemie. Verfahren, bei denen breitstrahlende Breitbandlichtquellen verwendet werden, bieten einen Wellenlängenbereich, der für die Analyse nützlich ist, leiden im Allgemeinen jedoch unter Problemen mit einem geringen Störabstand und einer geringen Intensität der interferometrischen Signale.
Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Plasmaätz- oder Plasmaabscheide-Prozesses zu schaffen, mit dem die Anfälligkeit des Detektors gegenüber der Plasmaemission reduziert, die jedoch Messungen über einen breiten Bereich von Wellenlängen und insbesondere Messungen im ultravioletten Bereich des Spektrums erlaubt. Materialien, die bei der Fabrikation von integrierten Schaltkreisen verwendet werden, haben im Allgemeinen ein höheres Reflexionsvermögen im ultravioletten Bereich, und die Verwendung kürzerer Wellenlängen erlaubt höhere Auflösungen beim interferometrischen Signal, was zu einer erhöhten Genauigkeit bei der Messung der Filmdicke führt.
Bekannte ultraviolette Lichtquellen sind typischerweise breitstrahlende Quellen und das effektive Koppeln des Lichts aus diesen Quellen ist optisch schwer durchzuführen. Zusätzlich sind diese Quellen meist monochromatische Quellen. Schließlich haben diese Quellen typischerweise eine relativ geringe Intensität, wodurch das interferometrische Signal gegenüber dem Untergrund der Plasmaemission schwerer zu erfassen ist.
Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Plasmaätz- oder Plasmaabscheide-Prozesses zu schaffen, mit denen eine nicht breitstrahlende Lichtquelle zum Erzeugen von Licht geschaffen wird, die effizient in ein optisches System eingekoppelt ist.
Es ist weiterhin wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen eines Plasmaätz- oder Plasmaabscheide-Prozesses zu schaffen, mit denen ein interferometrisches Signal zur Verfügung gestellt wird, das einen breiten Spektralbereich, eine hohe Intensität und einen hohen Störabstand hat.
Schließlich ist es wünschenswert, eine Vorrichtung zum Überwachen eines Plasmaätz- oder Plasmaabscheide-Prozesses zu schaffen, die eine Lichtquelle umfasst, die eine längere Lebensdauer als die bekannten breitstrahlenden Breitbandlichtquellen hat.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein interferometrisches Verfahren und eine Vorrichtung zur In-Situ-Überwachung der Dicke eines dünnen Films und der Ätz- und Abscheideraten unter Verwendung einer gepulsten Blitzlampe, die eine hohe sofortige Impulsleistung mit einer großen Spektralbreite hat. Der optische Strahlengang zwischen der Blitzlampe und dem Spektrographen, der zum Erfassen des von einem Wafer reflektierten Lichts verwendet wird, ist im Wesentlichen im ultravioletten Bereich des Spektrums durchlässig, was der Software Algorithmen zur Verfügung stellt, mit denen die Filmdicke sowie die Ätz- und Abscheideraten mit den erwünschten kurzen Wellenlängen berechnet werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Prozessüberwachungsgerät vorgesehen, um Prozessparameter während eines Plasmaätz-Prozesses an einem Wafer zu bestimmen, wobei das Prozessüberwachungsgerät folgendes umfasst:

– eine Blitzlampe, die breitbandige optische Strahlung emittiert;
– ein Strahlformungsmodul, das zum Kollimieren der von der Blitzlampe auf den Wafer emittierten optischen Strahlung und zum Fokussieren der von dem Wafer reflektierten optischen Strahlung einsetzbar ist;
– einen Spektrographen, der auf die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung anspricht; und
– ein Datenverarbeitungselement zum Verarbeiten eines ersten Signals und eines zweiten Signals von dem Spektrographen, wobei das erste Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung repräsentativ ist, wenn die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung emittiert, und wobei das zweite Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung während einer Zeitspanne repräsentativ ist, in der die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung nicht emittiert, und zum Bestimmen eines Prozessparameters durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Prozessüberwachungsgerät vorgesehen, um Prozessparameter während eines Plasmaabscheide-Prozesses an einem Wafer zu bestimmen, wobei das Prozessüberwachungsgerät folgendes umfasst:

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Überwachen eines Prozesses und zum Bestimmen von Prozessparametern während eines Plasmaprozesses an einem Wafer vorgesehen, wobei das Verfahren folgendes umfasst:

– Vorsehen einer Blitzlampe, die breitbandige optische Strahlung emittiert;
– Vorsehen eines Strahlformungsmoduls, das zum Kollimieren der von der Blitzlampe auf den Wafer emittierten optischen Strahlung und zum Fokussieren der von dem Wafer reflektierten optischen Strahlung einsetzbar ist;
– Vorsehen eines Spektrographen, der auf die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung anspricht; und
– Vorsehen eines Datenverarbeitungselements zum Verarbeiten eines ersten Signals und eines zweiten Signals von dem Spektrographen, wobei das erste Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung repräsentativ ist, wenn die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung emittiert, und wobei das zweite Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung während einer Zeitspanne repräsentativ ist, in der die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung nicht emittiert, und zum Bestimmen eines Prozessparameters durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal.

Diese und andere Vorteile der Erfindung werden für einen Fachmann beim Lesen der folgenden Beschreibung der Erfindung und beim Studium der verschiedenen Figuren der Zeichnungen offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende genaue Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen leicht verstanden werden, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen.
1 ist eine schematische Ansicht eines Plasmareaktors gemäß dem Stand der Technik;
2 ist ein Blockdiagramm des Überwachungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein optisches Diagramm der vorliegenden Erfindung.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
2 zeigt die Komponenten eines im Allgemeinen mit 30 bezeichneten Systems, in dem eine Beleuchtung mit einer Vielzahl von Wellenlängen angewendet wird. Das System 30 umfasst ein Bleuchtungsmodul 33 mit einer Blitzlampe 35 und einer Stromversorgung mit einer Triggerschaltung 37. Das System 30 umfasst weiterhin einen Multikanal-Spektrographen 40, einen Analog-Digital-Konverter 43, eine Synchronisationseinheit und Schnittstelle für einen Datenbus 45, ein erstes und ein zweites Datenfile 47 und 49 und einen Datenverarbeitungs- und Algorithmusausarbeitungs-Block 50. Eine optische Faser 60 verbindet die Blitzlampe 35 und den Spektrographen 40 optisch mit einem Strahlformungsmodul 70, das außerhalb einer Plasmakammer angeordnet ist. Dieses System 30 wird verwendet, um die Dicke eines Films auf einem Wafer zu berechnen, der innerhalb der Plasmakammer platziert ist, wie nachstehend beschrieben wird.
Die Blitzlampe 35 erzeugt breitbandiges Licht im Bereich von ungefähr 200 nm bis 2 μm. Die optische Faser 60 bringt das breitbandige Licht von der Blitzlampe 35 zu dem außerhalb der Plasmakammer angeordneten Strahlformungsmodul 70. Das Strahlformungsmodul 70 umfasst einen Kollimator 72 (3), der den Durchmesser des breitbandigen Lichts ändert, um einen im Wesentlichen parallelen Strahl auf einen Wafer 74 zu kollimieren, der im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Wafers 74 einfällt. Der Kollimator 72 umfasst eine Einzel- oder eine Vielfachlinse oder ein mikroskopisches Objektiv. Ferner fokussiert der Kollimator 72 das Licht zurück auf die optische Faser 60.
Wenn die breitbandige Lichtstrahlung den Wafer 74 beleuchtet, reflektiert der Wafer 74 einen Teil der breitbandigen Lichtstrahlung. Mit dem Spektrographen 40 wird das Spektrum des reflektierten Lichts gemessen und ein analoges Signal erzeugt, das dem Spektrum der Reflexion entspricht. Der Analog-Digital-Konverter 43 konvertiert das analoge Signal in ein digitales Signal und sendet das digitale Signal an die Synchronisationseinheit und Schnittstelle für den Datenbus 45.
Die Synchronisationseinheit und Schnittstelle für den Datenbus 45 ist einsetzbar, um die Lichtquelle 35 dahingehend zu triggern, den Lichtstrahl zu erzeugen und den Spektrographen 40 zu veranlassen, das Spektrum des von dem Wafer 74 reflektierten Strahls während vorbestimmter Zeitspannen zu erfassen. Die Synchronisationseinheit und Schnittstelle für den Datenbus 45 ist ebenfalls einsetzbar, um den Spektrographen zu veranlassen, das Spektrum der von dem Wafer 74 reflektierten Plasmaemission zu erfassen, wenn der Wafer nicht von der Blitzlampe 35 beleuchtet wird.
Die Synchronisationseinheit und Schnittstelle für den Datenbus 45 koordiniert drei Funktionen. Erstens sendet sie ein periodisches Triggersignal an die Stromversorgung 37, so dass die Blitzlampe 35 veranlasst wird, einen breitbandigen Lichtimpuls zur Beleuchtung des Wafers 74 zu erzeugen, der mit einem Datenerfassungszyklus des Spektrographen 40 synchron ist. Zweitens zeichnet die Synchronisationseinheit und Schnittstelle für den Datenbus 45 das digitale Signal von dem Analog-Digital-Konverter 43 in dem ersten Datenfile 47 auf. Drittens zeichnet die Synchronisationseinheit und Schnittstelle für den Datenbus 45 ein zweites digitales Signal von dem Analog-Digital-Konverter 43 in dem zweiten Datenfile 49 auf, wenn der Wafer 74 nicht beleuchtet wird.
Die in dem ersten und in dem zweiten Datenfile 47 und 49 gespeicherten Informationen werden in einem Datenverarbeitungs- und Algorithmusausarbeitungs-Block 50 verwendet. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung verwendet der Block 50 die in dem ersten Datenfile 47 gespeicherten Daten, um die Dicke des Films auf dem Wafer 74 sowie die Ätz- oder Abscheiderate zu berechnen. Eine Computeranalyse der erfassten spektralen Reflexion, insbesondere ihrer Minimal- und Maximalwerte, liefert sowohl die Dicke des Films als auch die Ätz- oder Abscheiderate. Anhand dieser Daten kann ebenfalls ein Prozess-Endpunkt problemlos errechnet werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung benutzt der Block 50 die in dem zweiten Datenfile 49 gespeicherten Informationen, um das die Plasmaemission betreffende Signal von dem die Beleuchtung betreffenden interferometrischen Signal zu subtrahieren. Der Block 50 verwendet dann diese Informationen und die in dem ersten Datenfile 47 gespeicherten Informationen, um die Dicke des Films auf dem Wafer 74 sowie die Ätz- oder Abscheiderate zu berechnen.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Intensität des von der Blitzlampe 35 erzeugten Impulses mittels der optischen Faser 62 von dem Spektrographen 40 erfasst. Informationen, die sich auf Änderungen in der Impulsintensität beziehen, die beispielsweise durch Alterung der Blitzlampe 35 verursacht sein kann, werden in einem dritten Datenfile (nicht dargestellt) gespeichert. Der Block 50 verwendet die in dem dritten Datenfile gespeicherten Informationen, um die Informationen des ersten Datenfiles 47 bezüglich der Änderungen der Pulsintensität zu normieren. Der Block 50 verwendet dann diese normierten Informationen und die in dem ersten Datenfile 47 gespeicherten Informationen, um die Dicke des Films auf dem Wafer 74 sowie die Ätz- oder Abscheiderate zu berechnen.
Die Blitzlampe 35 der bevorzugten Ausführungsform ist vorzugsweise eine Xenon-Blitzlampe mit einem kleinen Lichtbogen, so dass sie so weit wie möglich einer punktförmigen Lichtquelle gleicht, um eine effektive Kopplung mit dem optischen System der Erfindung zu ermöglichen. Vorzugsweise liefert die Xenon-Blitzlampe einen Hochleistungsimpuls mit kurzer Dauer (im Bereich von einer Mikrosekunde). Somit kann die Integrationszeit des Spektrographen 40 reduziert werden, und die Auswirkungen der Plasmaemission auf das interferometrische Signal können weitestgehend beseitigt werden. Zusätzlich ist die dem Wafer 74 zugeführte Energie im Durchschnitt niedrig. Weiterhin kann die Lebensdauer der Lichtquelle durch die Verwendung einer gepulsten Lichtquelle verlängert werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung werden vorzugsweise mit einem System verwendet, das im Wesentlichen für ultraviolette Strahlung durchlässig ist. Optische Schaugläser und für ultraviolette Strahlen durchlässige Kollimatoren sind der einschlägigen Technik bekannt, und deren Eigenschaften und Anordnung in einer Plasmakammer werden nicht näher erläutert.
Obwohl nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben worden sind, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann, sofern diese Ausführungsformen nicht vom Umfang der Erfindung abweichen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist. Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen lediglich als beschreibend und nicht als einschränkend anzusehen, und die Erfindung ist nicht auf die dort beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Prozessüberwachungsgerät zur Bestimmung von Prozessparametern während eines Plasmaätz-Prozesses an einem Wafer, wobei das Prozessüberwachungsgerät folgendes umfasst: – eine Blitzlampe (35), die breitbandige optische Strahlung emittiert; – ein Strahlformungsmodul (70), das zum Kollimieren der von der Blitzlampe auf den Wafer (74) emittierten optischen Strahlung und zum Fokussieren der von dem Wafer reflektierten optischen Strahlung einsetzbar ist; – einen Spektrographen (40), der auf die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung anspricht; und – ein Datenverarbeitungselement (50) zum Verarbeiten eines ersten Signals und eines zweiten Signals von dem Spektrographen, wobei das erste Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung repräsentativ ist, wenn die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung emittiert, und wobei das zweite Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung während einer Zeitspanne repräsentativ ist, in der die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung nicht emittiert, und zum Bestimmen eines Prozessparameters durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die kollimierte optische Strahlung senkrecht auf den Wafer (74) einfällt.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem eine Integrationszeitspanne des Spektrographen mit der Blitzlampe (35) synchronisiert ist.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem ein drittes Signal, das für die Intensität der von der Blitzlampe emittierten optischen Strahlung repräsentativ ist, durch das Datenverarbeitungselement (50) verarbeitet wird, um das erste Signal zu normieren.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 4, bei dem das normierte erste Signal durch das Datenverarbeitungselement (50) verarbeitet wird, um den Prozessparameter zu bestimmen.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Dicke einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Ätzrate einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 1, bei dem der Prozessparameter weiterhin ein Prozess-Endpunkt ist.
Prozessüberwachungsgerät zum Bestimmen von Prozessparametern während eines Plasmaabscheide-Prozesses an einem Wafer, wobei das Prozessüberwachungsgerät folgendes umfasst: – eine Blitzlampe (35), die breitbandige optische Strahlung emittiert; – ein Strahlformungsmodul (70), das zum Kollimieren der von der Blitzlampe auf den Wafer (74) emittierten optischen Strahlung und zum Fokussieren der von dem Wafer reflektierten optischen Strahlung einsetzbar ist; – einen Spektrographen (40), der auf die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung anspricht; und – ein Datenverarbeitungselement (50) zum Verarbeiten eines ersten Signals und eines zweiten Signals von dem Spektrographen, wobei das erste Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung repräsentativ ist, wenn die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung emittiert, und wobei das zweite Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung während einer Zeitspanne repräsentativ ist, in der die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung nicht emittiert, und zum Bestimmen eines Pro zessparameters durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 9, bei dem die kollimierte optische Strahlung senkrecht auf den Wafer (74) einfällt.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 9, bei dem eine Integrationszeitspanne des Spektrographen mit der Blitzlampe (35) synchronisiert ist.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 9, bei dem ein drittes Signal, das für die Intensität der emittierten Strahlung repräsentativ ist, durch das Datenverarbeitungselement (50) verarbeitet wird, um das erste Signal zu normieren.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 12, bei dem das normierte erste Signal durch das Datenverarbeitungselement (50) verarbeitet wird, um den Prozessparameter zu bestimmen.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 9, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Dicke einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 9, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Abscheiderate einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Prozessüberwachungsgerät nach Anspruch 9, bei dem der Prozessparameter weiterhin ein Prozess-Endpunkt ist.
Verfahren zum Überwachen eines Prozesses und zum Bestimmen von Prozessparametern während eines Plasmaprozesses an einem Wafer, wobei das Verfahren folgendes umfasst: – Vorsehen einer Blitzlampe (35), die eine breitbandige optische Strahlung emittiert; – Vorsehen eines Strahlformungsmoduls (70), das zum Kollimieren der von der Blitzlampe auf den Wafer (74) emittierten optischen Strahlung und zum Fokussieren der von dem Wafer reflektierten optischen Strahlung einsetzbar ist; – Vorsehen eines Spektrographen (40), der auf die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung anspricht; und – Vorsehen eines Datenverarbeitungselements (50) zum Verarbeiten eines ersten Signals und eines zweiten Signals von dem Spektrographen, wobei das erste Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung repräsentativ ist, wenn die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung emittiert, und wobei das zweite Signal für die von dem Wafer reflektierte optische Strahlung während einer Zeitspanne repräsentativ ist, in der die Blitzlampe die breitbandige optische Strahlung nicht emittiert, und zum Bestimmen eines Prozessparameters durch Subtrahieren des zweiten Signals von dem ersten Signal.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, bei dem die kollimierte optische Strahlung senkrecht auf den Wafer (74) einfällt.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, wobei das Verfahren weiterhin das Synchronisieren einer Integrationszeitspanne des Spektrographen mit der Blitzlampe (35) umfasst.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, wobei das Verfahren weiterhin das Verarbeiten eines dritten Signals umfasst, das für die Intensität der emittierten Strahlung repräsentativ ist, um das erste Signal zu normieren.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 20, wobei das Verfahren weiterhin das Verarbeiten des normierten ersten Signals umfasst, um den Prozessparameter zu bestimmen.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Dicke einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Ätzrate einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, bei dem der Prozessparameter weiterhin eine Abscheiderate einer auf dem Wafer (74) aufgebrachten Schicht ist.
Verfahren zum Überwachen des Prozesses nach Anspruch 17, bei dem der Prozessparameter weiterhin ein Prozess-Endpunkt ist.