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Schon kleinste Abweichungen auf hauchdünnen Schichten erhöhen den Ausschuß in der Halbleiterproduktion. Ein neues Meßverfahren liefert genaue Daten von den Oberflächenprozessen während der Chip-herstellung und kommt ohne aufwendige Zusatzeinrichtungen aus.
Die Herstellung moderner Chips mit mikrometerfeinen, hochintegrierten Schaltkreisen stellt viele Halbleiterproduzenten vor große technologische und finanzielle Herausforderungen. Kein Chipfabrikant kann es sich heute leisten, die Fertigung ohne ausreichende Qualitätskontrolle zu betreiben. Denn fehlerhafte Chips sind ein hoher Kostenfaktor. Fehler können sich beispielsweise während des Auf- und Abtragens ultradünner Schaltungsstrukturen auf dem Siliziumwafer einschleichen. Bisher eingesetzte Meßgeräte benötigen eine zusätz-liche Beleuchtungstechnik, um die mit Hilfe von Niedertemperaturplasma erzeugten Schichten zu überwachen. Langwieriges Justieren der Meßvorrichtung mit unterschiedlichem optischen Aufbau gehören zu den Handicaps klassischer Meßmethoden.
Wesentlich einfacher erfolgt die Prozeßkontrolle mit einem Mehrkanal-Prozeß-Monitoring-System (MPM), das Dr.-Ing. Friedhelm Heinrich vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT entwickelte. Das optische Verfahren ermöglicht die interferometrische Bestimmung der Abtrags- bzw. Abscheideraten dünner Schichten in Echtzeit. Es wird bereits bei namhaften Halbleiterherstellern eingesetzt. Der entscheidende Vorteil liegt darin, gänzlich auf eine externe Lichtquelle verzichten zu können. Statt dessen werden die Lichtemissionen des Plasmas zur Ermittlung der Schichtdicken genutzt. Das Prozeßgeschehen läßt sich ohne jede zeitliche Verzögerung auswerten - ohne komplizierte Meßvorrichtungen. Für diese meßtechnische Innovation erhält Heinrich den Fraunhofer-Preis 1998.
»Das patentierte Meßsystem ist sehr flexibel. Es liefert beispielsweise Daten mit örtlicher Auflösung über die Waferoberfläche, wodurch sich die Gleichmäßigkeit des Schichtauftrags bzw. des Schichtabtrags in Echtzeit ermitteln läßt«, erklärt Friedhelm Heinrich. »Durch die gleichzeitige Verwendung mehrerer unterschiedlicher Wellenlängen wird eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Prozeßkontrolle erreicht.« Das Verfahren läßt sich unter unterschiedlichen Blickwinkeln einsetzen. Eingriffe in die Anlagenkonfiguration sind dabei nicht mehr nötig. Sogar bei ionenstrahlgestützten Herstellungsprozessen hat sich das Verfahren bewährt. Das komplette System mit Software und PC-Anschluß vertreibt Heinrich weltweit über die eigene Firma PAS Plasma Systems Analytics GmbH.
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Friedhelm Heinrich
Telefon 0 48 21/7 78-4 60
Telefax 0 48 21/7 78-5 55
email: heinrich@p-a-s.de
PAS Plasma Systems Analytics GmbH
Fraunhofer Straße 2
D-25524 Itzehoe
Telefon 0 48 21/7 78-4 60
Telefax 0 48 21/7 78-5 55
email: heinrich@p-a-s.de
Dr.-Ing. Friedhelm Heinrich entwickelte ein optisches Meß-system, das genaue Daten von den Oberfläch ...
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Criteria of this press release:
Economics / business administration, Information technology, Materials sciences
transregional, national
Research projects
German
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