DE3879418T2

DE3879418T2 - Geraet zur feststellung des endpunktes eines plasmaprozesses durch verstaerkung des photoelektronischen signals.

Info

Publication number: DE3879418T2
Application number: DE8888480065T
Authority: DE
Inventors: John Howard Keller; Gary Stewart Selwyn; Joythi Singh
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1987-12-09
Filing date: 1988-10-25
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2008-10-26
Also published as: EP0320425A3; CA1289270C; DE3879418D1; JPH0581168B2; BR8806481A; US4846920A; EP0320425A2; EP0320425B1; JPH01171225A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Materialbearbeitung und spezieller auf eine Vorrichtung für ein Plasma und ein Verfahren zur Feststellung eines Schlußpunktes einer Bearbeitung.
Es ist wünschenswert, eine nicht eindringende, empfindliche Vorrichtung zur Feststellung des Endpunktes beim Ätzen zu besitzen und ein Verfahren zur Feststellung der Freilegung einer gewünschten darunterliegenden Schicht in einem Gegenstand, der gerade geätzt wird. Mehrere Techniken wurden zur Feststellung des Endpunktes beim Ätzens gezeigt, einschließlich optischer Emissionsspektroskopie, Überwachung der Plasmaimpedanz und Laserinterferometrie. Jedoch versagen all diese Techniken, genügend Empfindlichkeit zu liefern, wenn ein sehr niedriger Musterätzfaktor vorliegt, d. h., daß ein niedriger Prozentsatz der Oberfläche des Gegenstandes dem Ätzmedium ausgesetzt wird. Außerdem erfordern einige dieser Techniken eine aufwendige Signalmittelwertbildung, um das Signal-zu-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Die Verwendung dieser Verfahren hat deshalb eine langsamere Antwort auf Änderungen der Zusammensetzung des Ätzplasmas zur Folge und eine langsamere Antwort auf die Anzeigehinweise für den Endpunkt im Plasma.
Das Versagen der Techniken gemäß dem Stand der Technik zur Feststellung des Endpunktes bei Vorliegen sehr niedriger Musterfaktoren stellt ein bedeutendes Hindernis für das Bestreben der Halbleiterindustrie nach schnelleren Schaltkreisen dar. Solche schnelleren Schaltkreise erfordern kleinere Abmessungen der Komponenten, was oft zu sehr niedrigen Musterdichten der Wafer führt. Gleichzeitig führen schnellere Ätzprozesse zu der Anforderung nach präziserer Kontrolle des Schlußpunktes mit einer schnellen Antwort auf die Erkennung des Schlußpunktes.
Andererseits ist es wünschenswert, in der Lage zu sein, die Bedeckung eines Gebietes mit niedrigem Musterfaktor in einem Abscheidungsprozeß genau festzustellen. Bei dieser Bearbeitungsart werden zu jenen oben genannten Problemen ähnliche Probleme bei der Feststellung angetroffen.
Mit der anspruchsgemäßen Erfindung wird beabsichtigt, die oben beschriebenen Probleme und Einschränkungen bei der Feststellung des Schlußpunktes beim Ätzen und des Schlußpunktes bei der Abscheidung zu beheben, die auftreten, wenn niedrige Musterfaktoren vorliegen.
Die von der vorliegenden Erfindung angebotenen Vorteile bestehen darin, daß Schlußpunkte bei extrem niedrigen Musterfaktoren mit hoher Auflösung und einer sehr schnellen Antwort festgestellt werden können. Diese Feststellung der Endpunkte kann verwendet werden, wenn beispielsweise eine oben liegende Schicht durch eine andere, darunter liegende Schicht geätzt wird, wenn jene beiden Schichten unterschiedliche Austrittsarbeiten aufweisen. Gleichfalls kann diese Erfindung verwendet werden, wenn eine obere Schicht auf eine andere Schicht abgeschieden wird, wobei jene beiden Schichten unterschiedliche Austrittsarbeiten aufweisen. Entsprechend kann diese Erfindung verwendet werden, um einen Schlußpunkt festzustellen, wenn eine obere Schicht aus Metall, Halbleitermaterial oder Isolatormaterial durch oder auf eine andere, darunter liegende Schicht aus Metall, Halbleitermaterial oder Isolatormaterial, die eine andere Austrittsarbeit aufweist, geätzt oder abgeschieden wird. Diese Erfindung ist besonders darin vorteilhaft, daß sie im wesentlichen unabhängig von der Zusammensetzung des Plasmas ist, ein hohes Signal- Rausch-Verhältnis bei der Feststellung aufweist und nicht im hohen Maße empfindlich für die Wellenlänge ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Kurz dargestellt enthält ein Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung für eine Plasmabearbeitung, enthaltend:
eine Plasmakammer zur Bearbeitung eines Gegenstandes, der einen ersten Abschnitt aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt aus einem zweiten Material besitzt, wobei dem ersten und zweiten Material unterschiedliche Austrittsarbeiten zukommen;
ein Mittel zur Erzeugung eines Plasmas in der Plasmakammer, wobei das Plasmaerzeugungsmittel eine HF-gespeiste Elektrode besitzt, die durch eine HF-Anregungsfrequenz angeregt wird;
ein Mittel zum Erzeugen und Ausstoßen von Elektronen nur dann, wenn das zweite Material dem Plasma ausgesetzt ist;
Mittel zum Erhöhen der Energie der erzeugten Elektronen und zum Beschleunigen der Elektronen in das Plasma mit einer genügenden Energie, um hierdurch in dem Plasma Sekundärelektronen zu erzeugen;
ein Mittel zum Empfangen eines Plasma-HF-Entladungsspannungssignals;
ein Mittel zum Filtern des Plasma-HF-Entladungsspannungssignals, um daraus die HF-Anregungsfrequenz zu entfernen; und
ein Mittel zum Verstärken der Eigenfrequenzen der Plasmaentladung in Antwort auf die Elektronenstörung im Plasmaentladungs-Spannungssignal, um hierdurch den Bearbeitungsschluß oder einen Oberflächenzustand festzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mittel zum Erhöhen der Elektronenenergie und zum Beschleunigen ein Mittel zum Erzeugen eines Elektrodenspannungsschirms und ein Mittel zum Erzeugen der Elektronen innerhalb dieses Spannungsschirms, um hierdurch die Elektronen in das Plasma zu beschleunigen.
In einem weiteren Gesichtspunkt dieser Ausführungsform kann das Mittel zum Erzeugen der Elektronen ein Mittel aufweisen, um einen Photonenstrahl in einem ausgewählten Energiebereich auf den Gegenstand zu richten, wobei dieser Energiebereich nicht ausreicht, um Photoelektronen aus dem ersten Material auszustoßen, jedoch hoch genug ist, um Photoelektronen aus Bereichen des exponierten zweiten Materials zu erzeugen. Dieses Mittel zum Ausrichten des Photonenstrahls kann ein Mittel zum Erzeugen von Laserimpulsen enthalten.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Mittel zum Filtern einen Kondensator enthalten, um jegliche Gleichspannungssignalkomponenten abzutrennen, und ein Filterfallenmittel, um die Oberwellen des HF-Anregungssignals zu entfernen.
Die vorliegende Vorrichtung kann weiterhin ein Mittel zum Integrieren des gefilterten Signals enthalten. In einer Ausführungsform kann dieses Mittel zum Integrieren ein Mittel zum Feststellen des gefilterten Signals zu einer vorgegebenen Zeitperiode nach dem Auftreten jedes Laserimpulses und zum Integrieren einer Vielzahl der festgestellten gefilterten Signale enthalten.
In einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Feststellen des Schlußpunktes in einem Plasmaätzprozeß oder Abscheidungsprozeß offenbart und beansprucht. Dieses Verfahren enthält die folgenden Schritte:
Anordnen eines zu bearbeitenden Gegenstandes in einer Plasmakammer, wobei der Gegenstand einen ersten Abschnitt aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt aus einem zweiten Material enthält und das erste und das zweite Material verschiedene Austrittsarbeiten besitzen;
Erzeugen eines Plasmas in der Plasmakammer mittels einer HF-Elektrode, die durch eine HF-Anregungsfrequenz angeregt wird;
Erzeugen und Ausstoßen von Elektronen aus dem zweiten Material nur dann, wenn das zweite Material dem Plasma ausgesetzt ist;
Beschleunigung der erzeugten Elektronen in das Plasma mit einer ausreichenden Energie, um hierdurch im Plasma Sekundärelektronen zu erzeugen;
Empfangen eines Plasmaentladungs-Spannungssignals; und
Filtern und Verstärken des Plasmaentladungs-Spannungssignals, um die Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens des Entladungsplasmas zu überwachen, um hierdurch den Verfahrensschlußpunkt oder Oberflächenbeschaffenheit zu bestimmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein schematisches Schaltungsdiagramm eines Filter- und Verstärkernetzwerks, das verwendet werden kann, um den Filter- und Verstärkerblock 42 der Fig. 1 auszuführen.
Fig. 3 ist eine graphische Darstellung einer integrierten Signalantwort, die bei der Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhalten wird.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Verwendung des photoelektrischen Effekts, d. h. die Tatsache, daß, wenn ein Energiestrahl auf eine Materialoberfläche gerichtet wird, wo die Energie pro Quantum größer ist als die Austrittsarbeit für diese Material, dann Elektronen von dieser Oberfläche ausgestoßen werden. Es wurde erkannt, daß sich in einem Ätzprozeß zum Ätzen zum Beispiel durch eine obere Schicht aus einem ersten Material zu einer darunter liegenden zweiten Schicht aus einem zweiten Material die Austrittsarbeiten dieser beiden Materialien in fast jedem Fall unterscheiden. Gleichermaßen wurde in einem Abscheidungsprozeß erkannt, daß bei der Abscheidung einer oberen Schicht aus einem ersten Material auf eine zweite Schicht aus einem zweiten Material die Austrittsarbeiten dieser beiden Materialien sich in fast jedem Fall unterscheiden. Die vorliegende Erfindung verwendet die Wirkung des Elektronenausstoßes in Verbindung mit dieser Realisierung der sich unterscheidenden Austrittsarbeiten für diese beiden Materialschichten auf dem gerade bearbeiteten Gegenstand, um eine betriebsfähige Vorrichtung und ein Verfahren zur Feststellung des Schlußpunktes zu bilden. Außerdem besteht die Erfindung in der Verwendung von Mitteln, um die Energie von Elektronen zu erhöhen, die ausgestoßen werden, wenn ein gegebenes Material ausgesetzt ist, und um diese Elektronen in das Plasma mit ausreichend Energie zu beschleunigen, um feststellbare Sekundärelektronen zu erzeugen. Schließlich besteht die vorliegende Erfindung in der Entdeckung, daß die Antwort auf diese Sekundärelektronen im Ätzplasma bei den Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung bestimmt werden kann. Demgemäß können die HF-Plasmaanregungsfrequenz, ihre Oberwellen und die Gleichspannungskomponenten im Anregungssignal durch geeignete Filterung entfernt werden, während das Frequenzband, das die Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung enthält, verstärkt wird, um ein wesentlich erhöhtes Signal/Rausch-Verhältnis zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung wird zuerst im Zusammenhang mit einem Ätzsystem beschrieben werden. Jedoch findet die Erfindung gleichermaßen Anwendung auf Abscheidung und andere Prozeßsysteme. Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, wo eine standardgemäße Trockenätzkammer 10 mit einer Elektrode 12, über der ein zu ätzender Gegenstand 14 angeordnet ist, gezeigt ist. Dieser gerade geätzte Gegenstand 14 kann beispielsweise eine obere oder eine erste Schicht 28 aus einem ersten Material umfassen, die über eine zweite Schicht 30 aus einem zweiten Material angeordnet ist, wobei das erste und zweite Material eine verschiedene Austrittsarbeit aufweisen. (In Fig. 1 umfaßt die zweite Schicht die Stifte 30.) In dem in der Fig. 1 gezeigten Beispiel kann dieser zu ätzende Gegenstand ein Wafer 14 sein. Beispielsweise und nicht beschränkenderweise wird eine typische Trockenätzkammer, die verwendet werden kann, um reaktives Ionenätzen auszuführen, in der Literaturstelle L. M. Ephrath, "Dry Etching for VLSI - A Review", in Semiconductor Silicon 1981, (Herausgeber H. R. Huff, Y. Takeishi und R. J. Kriegler), The Electronchemical Society, Pennington, NJ, Band. 81-5, S. 627 (1981) beschrieben. Eine solche Kammer würde Gaseinlässe aufweisen, um eine geeignete Mischung aus Ätzgas für die Kammer 10 bereitzustellen.
Die HF-Elektrode 12 in der Kammer 10 ist mittels einer elektrischen Leitung 17 mit einer standardgemäße HF-Energiequelle 18 verbunden. Die HF-Energiequelle 18 liefert eine Anregungsfrequenz, um die Gase in der Kammer zur Bildung eines Ätzplasmas darin anzuregen. Die HF-Anregungsfrequenz aus der HF-Anregungssignalquelle 18 wird an die Elektrode 12 mittels eines Netzwerks 20 zur Anpassung der Impedanz übertragen. Beispielsweise und nicht beschränkenderweise kann das Netzwerk 20 zur Anpassung der Impedanz als eine standardgemäße LC- oder Pi-Schaltung von einer Art ausgeführt sein, die in der Literaturstelle A. J. Diefenderfer, Principles of Electronic Instrumentation, W. B. Saunders Co, Philadelphia, PA (1979) gezeigt ist. Eine zweite Elektrode 22 ist an der von der Elektrode 12 aus gegenüberliegenden Seite der Kammer angeordnet und mittels einer Leitung 24 mit einem Referenzpotential 26 verbunden. Das RIE-Ätzplasma wird im Raum zwischen den Elektroden 12 und 22 gebildet.
Die Erfindung umfaßt ferner ein Mittel zum Erzeugen und Ausstoßen von Elektronen nur dann, wenn ein ausgewähltes Material dem Ätzplasma ausgesetzt ist. In einer Ausführungsform umfaßt das Mittel zum Erzeugen von Elektronen ein Mittel, um einen Energiestrahl entweder aus Protonen oder Partikeln in einem ausgewählten Energiebereich auf die Oberfläche des gerade geätzten Gegenstandes 14 zu richten. Dieser Energiebereich reicht nicht aus, um die Elektronen aus einer der ersten Materialschicht 28 oder der zweiten Materialschicht 30 an dem gerade geätzten Gegenstand 14 auszustoßen, ist aber hoch genug, um Elektronen aus der anderen der ersten Materialschicht 28 oder zweiten Materialschicht 30 auszustoßen, um hierdurch Elektronen auszustoßen, wenn das andere Material ausgesetzt ist.
In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das Mittel zum Ausrichten des Energiestrahls eine Energiestrahlquelle 32, einen einem Pfad 35 folgenden Energiestrahl 34 und ein Fenster 36 in die Kammer 10, um die Anwendung des Energiestrahls auf die Oberfläche des gerade geätzten Gegenstandes 14 zu ermöglichen. In dieser Ausführungsform kann die Energiestrahlquelle lediglich aus einem Laser oder einer UV-Lichtquelle bestehen. Ein Laser mit ultravioletter Wellenlänge wie ein Excimeren-Laser, ein frequenzvervierfachter Nd:VAG-Laser oder ein frequenzverdoppelter abstimmbarer Farblaser kann zum Beispiel auch verwendet werden. Günstigerweise sollte die Energiestrahlquelle eine gepulste Quelle oder eine kontinuierliche Quelle sein, die entsprechend zerhackt wird. Der Energiestrahlpfad 32 kann, wie erforderlich, einen oder mehrere Spiegel 38 enthalten, um den Energiestrahl durch das Fenster 36 und in die Kammer 10 hinein zu richten. Dieser Energiestrahl kann fokussiert oder nicht fokussiert sein, was von der Größe der Fläche abhängt, auf der er am gerade geätzten Gegenstand 14 aufzutreffen hat. Es mag wünschenswert sein, ebenfalls ein Fenster 40 in der Kammer 10 und ein Stoppeinrichtung 41 für den Energiestrahl einzuschließen, um den Energiestrahl aufzunehmen, nachdem er von der Oberfläche des Gegenstandes 14 weg reflektiert wurde, um zu verhindern, daß der Strahl unkontrollierte Reflexionen innerhalb der Kammer 10 ausführt.
Es sollte festgestellt werden, daß der Energiestrahl normal auf den gerade geätzten Gegenstand 14 oder in einem spitzen Winkel auf den gerade geätzten Gegenstand 14 gerichtet werden kann. Es sollte auch festgestellt werden, daß je spitzer der Einfallswinkel des Energiestrahls auf die Oberfläche des Gegenstandes 14 ist, desto allgemeiner wird die Messung für den Schlußpunkt sein.
Wenn im Beispiel der Fig. 1 der Energiestrahl 34 auf eine Oberfläche eines Metalls, Halbleiters oder Isolators trifft, wird er Photoelektronen ausstoßen, wenn die Photonenenergie die Austrittsarbeit U des Materials übertrifft. Die ausgestoßenen Photoelektronen werden eine Energie KEel gleich: KEel = hv-U aufweisen, wobei hv die Energie des einfallenden Lichts ist. Wenn jedoch die Photonenenergie im Energiestrahl geringer als die Austrittsarbeit für das Material ist, dann werden ungeachtet der Intensität des Energiestrahls keine Photoelektronen ausgestoßen werden. Demgemäß wird die Energie des Energiestrahls derart gewählt, daß er keine Elektronen aus einem des ersten oder zweiten Materials am Gegenstand 14 ausstößt, aber sehr wohl Elektronen aus dem anderen des ersten oder zweiten Materials ausstößt. Beispielsweise wird angenommen, daß die erste Schicht 28 aus dem ersten Material eine Schicht aus einem Isolator wie Glas, Polyimid oder Siliziumdioxid umfaßt, während die zweite Schicht 30 aus dem zweiten Material ein Metall enthält. Die Verwendung eines Lasers, der ein UV-Licht im Bereich von 230 - 250 nm erzeugt, ergibt eine Photonenenergie in einem Bereich zwischen 5,4 bzw. 4,9 eV. Eine typische Austrittsarbeit für ein Metall liegt bei 4,3 bis 4,5 eV, während eine typische Austrittsarbeit für einen Isolator wie Siliziumdioxid in der Größenordnung von 9-10 ev liegt. Deshalb wird die Ausrichtung eines ultravioletten Energiestrahls beim Auftreffen auf die erste Schicht 28 aus Siliziumdioxid keine Photoelektronen ausstoßen. Wenn jedoch kleine Flächen aus Metall während des Ätzprozesses ausgesetzt werden, werden diese ausgesetzten Metallgebiete Photoelektronen mit einer in Abhängigkeit von der Wellenlänge des Lichts und des genauen Wertes der Austrittsarbeit für das Material zwischen 0,6 bis 0,8 eV liegenden Energie ausstoßen. Diese Photoelektronen sind deshalb durch eine niedrige kinetische Energie und ungenügende Energie zum Erzeugen von Sekundärionen durch Kollisionsprozesse gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung enthält jedoch weiterhin Mittel zum Erhöhen der Energien dieser Photoelektronen niedriger kinetischer Energie und zum Beschleunigen von diesen mit einer genügenden Energie in das Ätzplasma, um Sekundärelektronen im Plasma zu erzeugen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten diese Mittel zur Erhöhung der Photoelektronenenergie und zum Beschleunigen ein Mittel zum Erzeugen eines Elektrodenspannungsschirms und ein Mittel zum Erzeugen dieser Photoelektronen niedriger kinetischer Energie innerhalb dieses Spannungsschirms, um hierdurch die Photoelektronen in das Plasma zu beschleunigen. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Mittel zum Erhöhen der Photoelektronenenergie und zum Beschleunigen dadurch ausgeführt, daß der gerade geätzte Gegenstand 14 auf der HF-Kathodenelektrode 12 oder der HF-Anodenelektrode 16 während des Ätzvorganges angeordnet wird. Die Schirmspannung für diese Elektroden wird durch die Eingangselektroden-Leistungsdichte, die Gaszusammensetzung und den Druck in der Ätzkammer 10 festgelegt. Zum Beispiel wird die HF-Kathodenelektrode 12 typischerweise eine Schirmspannung von 100 eV bis 1 KeV erzeugen und zwar entweder in einer Bad-RIE-Vorrichtung, die eine Elektrodenleistungsdichte von 0,25 V/cm² bei einem Druck von 50 mTorr verwendet, oder in einer Ätzvorrichtung mit einem einzelnen Wafer, die eine Elektrodenleistungsdichte von 1-2 W/cm² bei einem Druck von 0,5-5 Torr verwendet. Die Anodenelektrode 16 wird typischerweise eine Schirmspannung in der Größenordnung von 30-500 Volt für jene Anregungspegel aufweisen. Deshalb werden im in der Fig. 1 gezeigten Beispiel mit dem auf der Kathodenelektrode 12 angeordneten Gegenstand 14 jegliche erzeugte Photoelektronen niedriger kinetischer Energie innerhalb des um die Kathodenelektrode 12 angeordneten Kathodenspannungsschirms ausgestoßen. Entsprechenderweise werden diese ausgestoßenen Photoelektronen niedriger kinetischer Energie durch das starke Potentialfeld im Kathodenschirm beschleunigt. Die Photoelektronen werden längs des Schirms beschleunigt, wobei sie aus der elektrostatischen Wechselwirkung der Elektronen mit dem Schirmfeld eine beträchtliche kinetische Energie gewinnen, so daß die Photoelektronen bis nahe an das Schirmpotential beschleunigt werden, was, wie vorher festgestellt wurde, im Bereich von 100 eV bis 1 keV liegt. Folglich werden diese Photoelektronen niedriger kinetischer Energie in Elektronen hoher Energie umgewandelt, die in das Plasma zwischen den Elektroden 12 und 16 beschleunigt werden. Im Plasma weisen diese Elektronen hoher Energie ausreichend Energie auf, um aus Kollisionen Sekundärelektronen mit Gasphasenart zu induzieren. Zusätzlich können diese Photoelektronen mit hoher Energie die gegenüberliegende Elektrode 16 treffen und Sekundärelektronen aus dieser Oberfläche erzeugen. Das Gesamtergebnis dieser Erzeugung von Sekundärelektronen ist die Verstärkung des Phänomens des Ausstoßens von Photoelektronen.
Wenn als Energiestrahlquelle 32 Laserimpulse verwendet werden, um die primären Photoelektronen zu erzeugen, ergibt sich eine wiederholte Störung der Entladungsimpedanz des Plasmas in der Kammer aus dem gepulsten Zustrom von Elektronen hoher Energie, der jedem Laserpuls folgt (es wird angenommen, daß ein Material mit einer geeigneten Austrittsarbeit ausgesetzt worden ist). Diese verstärkte, wiederholte Störung der Entladungsimpedanz und -spannung des Plasmas wird durch die plötzliche Änderung im Strom an der HF-Elektrode verursacht, wenn die Elektronen hoher Energie in das Plasma hinein ausgestoßen werden und durch das Plasma verstärkt werden (durch einen Anstieg bei den Sekundärausstößen). Da die HF-Elektrode 12 und das Plasma elektrisch gekoppelt sind, hat diese Störung ein Oszillieren zur Folge, das mit der Zeit abklingt. Es wurde entdeckt, daß diese verstärkte, wiederholte Störung der Entladungsspannung des Plasmas mit einem hohen Signal/Rausch-Verhältnis elektronisch überwacht werden kann, indem die HF-Anregungsfrequenz (üblicherweise 13,56 MHz) gemeinsam mit jeglichen Oberwellen der HF-Anregungsfrequenz und Gleichspannungskomponenten des Signals, die an der HF-gespeisten Elektrode 12 festgestellt werden, ausgefiltert wird, während die Frequenzen der Anregung und des Abklingens der Entladungsstörung des Plasmas verstärkt werden.
Um diese Plasmastörung festzustellen und zu messen, kann die HF-Elektrode 12 mit einem Filter- und Verstärkernetzwerk 42 verbunden werden, um ungewollte Frequenzen zu entfernen und gewünschte Frequenzen zu verstärken. In dieser Beziehung hat der Anmelder entdeckt, daß die Hauptantwort diese Plasmastörung in den Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung liegt (das Inverse der Abklingzeitkonstante). Demgemäß kann eine Folge von Bandpaß- und Abtrennfiltern verwendet werden, um die HF-Anregungsgrundfrequenz, abgeleitete Oberwellen der HF-Anregungsfrequenz und die selbst vorgespannte Gleichspannung der Kathode 12 zu entfernen. Man beachte, daß in einigen Anwendungen eine Anzahl von LC-Netzwerken mit einem Tiefpaßfilter und einem Gleichspannungsabtrennkondensator kombiniert werden können, um die gewünschte Filterungsfunktion zu erreichen. In anderen Anwendungen mit hoher HF-Leistung können handelsüblich verfügbare Abtrennetzwerke erforderlich sein. Ebenfalls wird ein Mittel zum Verstärken der Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung im Plasmaentladungs-Spannungssignal bereitgestellt, d. h., daß das photoelektrische Signal dadurch verstärkt wird, daß die Verstärkungsantwort des Filters abgestimmt wird, um die Frequenzen der Anregung und des Abklingens anzupassen.
Nach dem Entfernen der ungewünschten Gleichspannungs- und HF- Komponenten aus dem Elektrodensignal und der Verstärkung der Eigenfrequenzen des Abklingens der Spannungsstörung der Plasmaentladung, wird dieses gefilterte und verstärkte Signal in eine Signalverarbeitungseinheit 44 eingespeist. In einer Ausführungsform kann diese Signalverarbeitungseinheit lediglich ein Oszilloskop umfassen. Für eine quantitative Messung kann diese Signalverarbeitungseinheit 44 ein Mittel zur Integration des gefilterten und verstärkten Signals in Synchronisation mit den Laserimpulsen aus der Energiestrahlquelle 32 umfassen. Diese Synchronisation kann mittels eines Synchronisationssignals über die Leitung 46 erhalten werden. Im wesentlichen arbeitet die Signalverarbeitungseinheit in Übereinstimmung mit dem Synchronisationssignal auf der Leitung 46, um das gefilterte Signal bei einer Folge von vorbestimmten Zeitabschnitten nach dem Auftreten jedes Laserimpulses festzustellen und um dann diese festgestellten, gefilterten Signale über eine Vielzahl von Laserimpulsen zu integrieren. Eine typische Signalverarbeitungseinheit, die verwendet werden kann, um das Signal zu integrieren, umfaßt eine Boxcar-Integratorschaltung. Solch ein Boxcar-Integrator könnte zum Beispiel eingestellt werden, daß das gefilterte und verstärkte Signal über eine Folge von ausgewählten Zeitfenstern festgestellt wird, die bei einer Folge von verschiedenen ausgewählten Zeitabschnitten nach einem gegebenen Laserimpuls auftreten, und daß dann jedes dieser verschiedenen Zeitfenstersignale über eine Folge von Laserimpulsen integriert wird. Eine standardgemäße Zeitfensterperiode könnte zum Beispiel 1 Mikrosekunde sein und die Anzahl der Laserpulse, die integriert werden können, könnte im Bereich von 5 - 100 liegen. Alternativ dazu kann die Signalverarbeitungseinheit 44 mittels eines transienten Digitalwandlers ausgeführt werden. Im wesentlichen zeigt in dieser bevorzugten Ausführungsform das plötzliche Auftreten von gedämpften Schwingungen von 100 KHz bis 3 MHz in Phase mit den Laserpulsen am Ausgang der Signalverarbeitungseinheit 44 an, daß der Schlußpunkt erreicht worden ist, und/oder signalisiert das Erscheinen des Materials mit der niedrigeren Austrittsarbeit.
Die Ausgabe aus der Signalverarbeitungseinheit 44 könnte in eine Ätzservosteuerungseinheit 48 zum Steuern eines Ätzparameters (HF-Leistung, Gasfluß) in der Kammer 10 oder zum Stoppen der Ätzbearbeitung eingespeist werden, wenn ein vorbestimmter Signalpegel durch die Signalverarbeitungseinheit 44 festgestellt wird. Eine Art von Schwellenentscheidungseinheit könnte in den Steuerungsblock 48 aufgenommen werden, um diesen Ablauf zu vereinfachen. Eine ähnliche Servosteuerungseinheit könnte verwendet werden, um einen Abscheidungsparameter zu steuern. Alternativ dazu könnte der Block 48 lediglich eine Diagrammaufzeichnungseinheit umfassen.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, wo eine typische integrierte Antwort auf die Plasmastörung gezeigt ist, wie sie am Ausgang der Signalverarbeitungseinheit 44 festgestellt wird, wenn Photoelektronimpulse niedriger kinetischer Energie durch ein Ätzplasma verstärkt worden sind. Man kann erkennen, daß in diesem Diagramm die Zeitachse in Mikrosekunden angegeben ist und die Spannungsachse in Millivolt. Die Punkte im Diagramm repräsentieren eine Folge von integrierten Zeitfenstern, die nach einer Folge von Laserimpulsen auftreten. 40 Laserpulse wurden integriert, um jeden Punkt im Zeitdiagramm zu bilden.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo ein Beispiel für ein Filter- und Verstärkernetzwerk gezeigt ist zum Entfernen verschiedener ungewünschter Frequenzen aus dem Plasmaentladungs- Störungssignal und zum Verstärken der Frequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung, das verwendet werden kann, um das Filter- und Verstärkernetzwerk 40 auszuführen. In dieser Ausführungsform ist die Elektrode 12 über eine Leitung 16 mit einem optionalen kapazitiven Teilungsnetzwerk 50 zum Verringern der Plasmaentladungs-Signalspannung auf einen gewünschten Spannungsbereich verbunden. In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfaßt dieses Teilungsnetzwerk lediglich die Kondensatoren 52 und 54, die in einer elektrischen Reihenschaltung zwischen die Leitung 16 und ein Referenzpotential wie Massepotential geschaltet sind. Vom am Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 52 und 54 angeordneten Knoten 56 wird eine verringerte Spannung im gewünschten Spannungsbereich abgegriffen.
Die Schaltung enthält weiterhin ein Mittel zum Abtrennen jeglicher Gleichspannungskomponenten im Plasmaentladungs-Signal. Diese Gleichspannungsabtrennfunktion wird in Fig. 2 einfach dadurch erreicht, daß ein Gleichspannungsabtrennkondensator 58 an einem Ende mit dem Knoten 56 verbunden ist.
Die Schaltung enthält weiterhin ein Mittel zum Entfernen des grundlegenden HF-Anregungssignals vom Plasmaentladungs-Impedanzsignal. In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird dieses Mittel einfach dadurch ausgeführt, daß ein Kerbfilter 60 mit dem anderen Ende des Gleichspannungsabtrennkondensators 58 am Knoten 59 verbunden ist. Das Kerbfilter 60 umfaßt eine parallel mit einem Kondensator 64 geschaltete Spule 62, wobei das sich ergebende Kerbfilter bemessen ist, um in Resonanz mit der HF- Treiberfrequenz von ungefähr 13,56 MHz zu sein. In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind das Kerbfilter 60, der Gleichspannungsabtrennkondensator 58, das kapazitive Spannungsteilungsnetzwerk 50, das Impedanzanpassungsnetzwerk 20 und die HF-Signalquelle 18 allesamt innerhalb einer Masseabschirmung 100 angeordnet. Wegen des Potentials für hohe HF-Spannungen am Kerbfilter 60 wird eine drahtgewickelte Spule 62 in diesen Filter verwendet.
Die Schaltung enthält weiterhin Mittel zum Verstärken des die Frequenzen des Abklingens der Plasmaentladungs-Störung enthaltenden Frequenzbereichs. Eine Vielfalt von verschiedenen Verstärkern kann verwendet werden, um diese Verstärkungsfunktion auszuführen. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird diese Verstärkungsfunktion dadurch erreicht, daß der Knoten 66 am anderen Ende des Kerbfilters 60 über einen Kondensator 68 mit dem Referenzpotential verbunden wird. Für Frequenzkomponenten im gefilterten Plasmaentladungs-Signal, die unterhalb der Resonanzfrequenz für das Kerbfilter 60 liegen, wirkt das Kerbfilter als eine Spule. Entsprechenderweise ist das Kerbfilter 60 in Verbindung mit dem Kondensator 68 bemessen, um für ein Band dieser niedrigeren Frequenzen in Resonanz zu sein, um hierdurch die Amplitude des Signals in diesem Frequenzbereich zu erhöhen oder zu einer Spitze zu formen. Beispielsweise könnte die Verbindung aus Kerbfilter 60 und Kondensator 68 bemessen werden, um Signalfrequenzen im Bereich von 0,3-7 MHz und vorzugsweise 1-5 MHz zu verstärken.
Im anderen Falle, wenn die Treiberfrequenz unterhalb der zu verstärkenden Störungsfrequenzen liegt, könnten die Spulenelemente an die Stelle der Kondensatoren 68 und 78 in Fig. 2 gesetzt werden, um eine Signalverstärkung zu bewirken.
Die Schaltung kann weiterhin ein zweites Kerbfilter 70 für niedrigere Spannung enthalten, das außerhalb der Masseabschirmung 100 angeordnet ist, um jegliche Aufnahme der HF-Anregungsgrundfrequenz in der niedrigen HF-Umgebung zu entfernen. Dieses Kerbfilter ist an einem Ende mit dem Knoten 66 verbunden und kann wiederum eine parallel geschaltete Spule 72 und einen Kondensator 74 enthalten, die bemessen sind, um bei ungefähr 13,56 MHz in Resonanz zu sein. Der Knoten 76 am anderen Ende des zweiten Kerbfilters 70 kann wiederum über einen Kondensator 78 mit der Referenzspannung verbunden werden, um einen zweiten Verstärker zu bilden. Das induktive Kerbfilter 70 in Verbindung mit dem Kondensator 78 ist wiederum bemessen, um für ein Frequenzband unterhalb der Kerbe des Filters 70 von 13,56 MHz in Antwort zu sein, um hierdurch die Amplitude des Signals in diesem Frequenzbereich zu erhöhen oder zu einer Spitze zu formen.
Die Schaltung enthält weiterhin ein Mittel 80, das mit dem Knoten 76 verbunden ist, um jegliche Oberwellen der HF-Grundanregungsfrequenz herauszufiltern. In der in der Fig. 2 gezeigten beispielsweisen Ausführungsform umfaßt das Mittel zum Filtern der Oberwellen einen zwischen den Knoten 76 und einen Knoten 84 geschalteten Widerstand und einen zwischen den Knoten 84 und das Referenzpotential geschalteten Kondensator 86.
Schließlich kann die Schaltung eine optionale Sicherungsschaltung 88 enthalten.
Photoelektronen werden aus einem gegebenen Substratmaterial ausgestoßen werden, wenn die einfallende Lichtenergie die Austrittsarbeit des Substratmaterials übertrifft. Demgemäß kann die Energie eines Laserstrahls auf eine breite Vielfalt von ersten und zweiten Materialien an dem gerade geätzten Gegenstand angepaßt werden. Die einzige Anforderung besteht darin, daß die zwei Materialien unterschiedliche Austrittsarbeiten aufweisen. Typische Beispiele, in denen diese Bearbeitungsweise verwendet werden kann, umfassen das Ätzen eines Isolatormaterials wie Glas, Quarz oder Polyimid mit typischerweise hohen Austrittsarbeiten in der Größenordnung von 9 - 10 eV mit einer zweiten darunter liegenden Schicht aus einem Material mit einer niedrigeren Austrittsarbeit wie ein Metall (mit einer Austrittsarbeit im Bereich von 4,3 - 4,5 eV) oder ein Halbleitermaterial (mit einer Austrittsarbeit im Bereich von 4,2). Wenn ein Energiestrahl mit einer ausgewählten Energie, die kleiner als die Austrittsarbeit für das Isolatormaterial ist, aber größer als die Austrittsarbeitsenergie für die darunter liegende Materialschicht ist, auf die Isolatormaterialien einfällt, dann wird der Energiestrahl beim Beginn der Ätzbearbeitung keine Photoelektronen ausstoßen. Wenn jedoch der Energiestrahl auf das ausgesetzte Metall (z. B. AlCu, Au oder W) einfällt oder auf eine Siliziumoberfläche einfällt, dann werden Photoelektronen aus der Oberfläche ausgestoßen werden und durch das Schirmfeld beschleunigt werden, um eine Plasmastörung zu erzeugen.
Im anderen Fall kann das Material mit der niedrigen Austrittsarbeitsenergie als die obere Schicht über der zweiten Schicht aus einem Material mit einer höheren Austrittsarbeit angeordnet werden. In diesem Fall würde ein Plasmastörungssignal empfangen werden, bis das Material mit der niedrigeren Austrittsarbeit weggeätzt worden ist. Diese Plasmastörung würde dann wesentlich abnehmen und diese Änderung in der Plasmastörung könnte überwacht werden und verwendet werden, den Schlußpunkt festzustellen.
Außerdem ist die vorliegende Vorrichtung und Verfahrenstechnik empfindlich für Silizium und kann zur Feststellung des Schlußpunktes von stark dotierten Siliziumgebieten über oder unter Materialien wie Polysilizium verwendet werden. In dieser Hinsicht ist unterhalb von Polysilizium angeordnetes N+-Silizium im allgemeinen insbesondere dort sehr schwierig durch andere Prüfverfahrenstechniken festzustellen, wo niedrige Musterfaktoren vorliegen, deren Art bei fortschrittlichen Transistoren gefunden werden kann. Da jedoch die Ferminiveaus zwischen N+-Silizium und Polysilizium sehr unterschiedlich sind, unterscheiden sich auch die Austrittsarbeiten für diese Materialien, wobei die Austrittsarbeit des N+-Siliziums niedriger ist. Entsprechenderweise kann die Verwendung eines frequenzverdoppelten abstimmbaren Farblasers verwendet werden, um Photoelektronen aus dem N+ -Silizium auszustoßen, aber nicht aus dem Polysilizium, so daß hierdurch die Möglichkeit zur Feststellung des Schlußpunktes geschaffen wird.
Als ein weiterer Punkt wurde festgestellt, daß die vorliegende Vorrichtung und das Verfahren im hohen Maße für die Oberflächenzusammensetzung von Silizium während des Plasmaätzens empfindlich ist. Insbesondere kann die vorliegende Vorrichtung und Verfahrenstechnik in-situ während der Plasmabearbeitung die Anwesenheit von Oberflächenverunreinigungen oder äußerst dünn abgeschiedenen und über Silizium angeordneten Schichten feststellen. Solche Schichten bilden eine wirksame Sperre für die Durchdringung mit Photoelektronen und ergeben deshalb eine Veränderung im beobachteten photoelektrischen Signal. Da andere in-situ-Verfahrenstechniken wie Laserinterferometrie eine viel größere Filmdicke benötigen, bevor ein Feststellen möglich ist, bieten die vorliegende Vorrichtung und das Verfahren einen beträchtlichen Vorteil in der Empfindlichkeit bei der Verwendung in einer in- situ-Verfahrenstechnik für die Oberflächenanalyse. Gewöhnliche Verfahrenstechniken für die Oberflächenüberwachung wie Photoelektronenspektroskopie mit Röntgenstrahlung oder Auger-Spektroskopie sind in hohem Maße oberflächenempfindlich, jedoch erfordert die Verwendung dieser Verfahrenstechniken die Überführung des Wafer in eine Umgebung mit einem ultrahohen Vakuum und kann somit nur für eine Nachprozeßanalyse eingesetzt werden, nachdem die Ätzbearbeitung abgeschlossen ist. Demgemäß ist die vorliegende Erfindung und das Verfahren vorteilhaft für die Messung und die Feststellung von Oberflächenverunreinigungen oder von mittels Sputtern abgeschiedenen Filmen während der tatsächlichen Aussetzungszeitdauer im Plasma.
Man bemerke, daß die vorliegende Struktur allgemein verwendet werden kann, um die gleichförmige Abscheidung einer Schicht über eine elektronenaussendende Schicht festzustellen. Für diesen Fall würde ein Anfangssignal durch die Erzeugung von Sekundärelektronen im Plasma erzeugt werden. Dieses Signal würde verschwinden, wenn eine gleichförmige Schicht über das Elektronen aussendende Material abgeschieden wäre.
Die vorliegende Ätzvorrichtung wurde in Zusammenhang mit einem Gegenstand behandelt, bei dem eine erste Schicht aus einem ersten Material in einer vertikalen Beziehung zu einer zweiten Schicht aus einem zweiten Material angeordnet ist. Diese Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung in zu ätzenden Gegenständen mit diesem Aufbau begrenzt. In dieser Hinsicht können ein erster Abschnitt aus einem ersten Material und ein zweiter Abschnitt aus einem zweiten Material in verschiedenen lateralen Anordnungen an den zu ätzenden Gegenstand und nicht direkt übereinander angeordnet werden. Diese Beziehung zwischen dem ersten und zweiten Material könnte verwendet werden, den Schlußpunkt festzustellen.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der geeigneten Abstimmung des photoelektrischen Effekts auf die Austrittsarbeiten der geätzten Materialien, um hierdurch Photoelektronen niedriger kinetischer Energie zu erzeugen, in Verbindung mit einer Beschleunigungsvorrichtung, die diese Photoelektronen niedriger kinetischer Energie beschleunigen wird und sie in Photoelektronen hoher Energie umsetzen wird, was das Aussenden von Sekundärelektronen in das Plasma bewirken wird. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung werden die vorhergehenden Konzepte ausgeführt, indem die Photoelektronen innerhalb des Schirmfeldes für eine der HF-Elektroden erzeugt werden. Das Schirmfeld verstärkt die Energie der Photoelektronen auf einen Wert, der ausreicht, sekundäre Ionisation im Plasma zu induzieren. Aufgrund dieser großen Anzahl von Sekundärelektronen in Verbindung mit den primären Photoelektronen wird schließlich eine feststellbare Plasmastörung erzeugt. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die Erkenntnis, daß das Plasmastörungssignal in erster Linie auf die Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung beruht (das Inverse der Zeitkonstante für die Anregung und das Abklingen der Störung). Die vorliegende Erfindung schließt geeignete Vorrichtungen zum Filtern und Feststellen ein, um diesen Gesichtspunkt der Erfindung auszuführen.
Die vorliegende Vorrichtung zum Feststellen des Schlußpunktes und das Verfahren ist direkt, weist relativ niedrige Kosten auf und kann in vorhandenem Gerät mit minimalen Abänderungen eingerichtet werden. In dieser Hinsicht wird nur eine einzige Fensteröffnung in der Kammer benötigt, um zu ermöglichen, daß ein Laserstrahl auf den gerade geätzten Gegenstand gerichtet wird. Alternativ dazu kann eine optische Faser oder ein Wellenleiter verwendet werden, um den Laserstrahl in die Ätzkammer zu übertragen. Das Feststellen der resultierenden Plasmastörung kann einfacherweise dadurch erreicht werden, daß elektrische Filter mit der HF-Anpassungsschaltungseinheit verbunden werden und das gefilterte Ausgangssignal in einen analogen Detektor eingespeist wird. Es sollte festgestellt werden, daß ein einziger Laser verwendet werden kann, um eine Leistung zu liefern, mit der mehrere Reaktoren betrieben werden können, da nur etwa ein mJ/Impuls hierfür notwendig ist (ein typischer Excimeren-Laser erzeugt 100-1000 mJ/Impuls). Diese Technik kann die Feststellung des Schlußpunktes für zukünftige und vorhandene Bearbeitungsschritte liefern, in denen alle anderen Verfahrenstechniken des Standes der Technik versagen und kann deshalb eine kritische Rolle in zukünftiger Halbleiterprozeßtechnologie spielen.
Die vorliegende Verfahrenstechnik und Vorrichtung wurde erfolgreich an Wafern mit niedrigem Musterfaktorprodukt nachgewiesen, die eine über Al/Cu-Durchgängen angeordnete erste Schicht aus einem isolierenden Material enthalten. Das Signal/Rausch-Verhältnis des gemessenen optogalvanischen Signals wurde größer als 20:1 festgestellt, wodurch eine sehr hohe Empfindlichkeit angezeigt wird. Bei diesem Nachweis wies der geätzte Halbleiterwafer ein Durchgangslochmuster von 5% auf, wobei der Rest aus SiO&sub2; bestand. Es wurde kein meßbares photoelektrisches Signal aus den bedeckten SiO&sub2;-Wafern gewonnen.
Es sollte festgestellt werden, daß die vorliegende Vorrichtung und das Verfahren verglichen mit anderen Techniken wie zum Beispiel laserinduzierter Fluoressenz nicht in hohem Maße empfindlich auf die Wellenlänge ist. Demgemäß kann eine gehackte inkohärente UV-Lichtquelle anstelle des Lasers verwendet werden. Beispiele für andere alternative Lichtquellen beinhalten Quecksilberbogenlampen und Hydrogen- oder Xenon-Entladungslampen.
Außerdem sollte bemerkt werden, daß die vorliegende Vorrichtung und Verfahrenstechnik nur schwach von der Zusammensetzung des Plasmas abhängig ist und somit eine äußerst breite Grundlage oder Fenster für den Betrieb aufweist.

Claims

1. Vorrichtung für eine Plasmabearbeitung, enthaltend:

eine Plasmageneratorkammer zur Bearbeitung eines Gegenstandes, der einen ersten Abschnitt aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt aus einem zweiten Material besitzt, wobei dem ersten und dem zweiten Material unterschiedliche Austrittsarbeiten zukommen,

ein Mittel zur Erzeugung eines Plasmas in der Plasmakammer, wobei das Plasmaerzeugungsmittel eine HF-gespeiste Elektrode besitzt, die durch eine HF-Anregungsfrequenz angeregt wird,

ein Mittel zum Erzeugen und Ausstoßen von Elektronen nur dann, wenn das zweite Material dem Plasma ausgesetzt ist,

Mittel zum Erhöhen der Energie der erzeugten Elektronen und zum Beschleunigen der Elektronen in das Plasma mit einer genügenden Energie, um hierdurch in dem Plasma Sekundärelektronen zu erzeugen,

ein Mittel zum Empfangen eines Plasma-HF-Entladungsspannungssignals,

ein Mittel zum Filtern des Plasma-HF-Entladungsspannungssignals, um daraus die HF-Anregungsfrequenz zu entfernen, und

ein Mittel zum Verstärken der Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens in dem Plasmaentladungs-Spannungssignal bei der Plasmaentladung, um hierdurch den Bearbeitungsschluß oder den Oberflächenzustand festzustellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Mittel zum Erhöhen der Elektronenenergie und zum Beschleunigen enthalten:

ein Mittel zum Erzeugen eines Elektrodenspannungsschirms, und

ein Mittel zum Erzeugen der Elektroden innerhalb des Spannungsschirms, um hierdurch die Elektronen in das Plasma zu beschleunigen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welchem das Mittel zum Erzeugen der Elektronen ein Mittel aufweist, um einen Photonenstrahl in einem ausgewählten Energiebereich auf den gegenstand zu richten, wobei dieser Energiebereich nicht ausreicht, um Elektronen aus dem ersten Material auszustoßen, jedoch hoch genug ist, um Elektronen aus Bereichen des exponierten zweiten Materials zu erzeugen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem das Mittel zum Filtern aufweist:

einen Kondensator, um jegliche Gleichspannungssignalkomponenten abzutrennen, und

ein Filterfallenmittel, um jegliche Oberwellen des HF- Anregungssignals aus dem Entladungsspannungssignal zu entfernen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welchem das Filtermittel ein Mittel zum Verstärken des gefilterten Signals in dem Frequenzbereich von 0,3 bis 7 MHz aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, welche weiters ein Mittel zum Integrieren des gefilterten und verstärkten Signals besitzt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem die Plasmageneratorkammer eine Trockenätzkammer ist, und bei welcher das Plasmaerzeugungsmittel ein Mittel zum Erzeugen eines Ätzplasmas besitzt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Plasmageneratorkammer eine Abscheidungskammer ist, und bei welcher das Plasmaerzeugungsmittel ein Mittel zum Erzeugen eines Abscheidungsplasmas besitzt.

9. Verfahren zum Feststellen des Schlußpunktes bei einem Plasmaverfahren, welches die folgenden Schritte enthält:

Anordnen eines zu bearbeitenden Gegenstandes in einer Plasmakammer, wobei dieser Gegenstand einen ersten Abschnitt aus einem ersten Material und einen zweiten Abschnitt aus einem zweiten Material besitzt und das erste Material eine größere Austrittsarbeit besitzt als das zweite Material,

Erzeugen eines Plasmas in der Plasmakammer mittels einer HF-Elektrode, die durch eine HF-Anregungsfrequenz angeregt wird, um den Gegenstand zu bearbeiten,

Erzeugen und Ausstoßen von Elektronen aus dem zweiten Material um dann, wenn das zweite Material nur dann, wenn das zweite Material dem Plasma ausgesetzt ist,

Beschleunigen der erzeugten Elektronen in das Plasma mit einer ausreichenden Energie, um hierdurch in dem Plasma Sekundärelektronen zu erzeugen,

Empfangen eines Plasmaentladungs-Spannungssignals von dem Plasma,

Filtern und Verstärken des Plasmaentladungs-Spannungssignals, um die Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens des Plasmas zu überwachen und um hierdurch den Verfahrensschluß zu bestimmen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem der Schritt des Beschleunigens die Schritte beinhaltet:

Erzeugen eines der HF-Elektrode benachbarten Spannungsschirms und

Erzeugen und Ausstoßen der Elektronen innerhalb des Spannungsschirms, um diese Elektronen zu beschleunigen.

Erzeugen und Ausstoßen der Elektronen innerhalb des Spannungsschirms, um diese Elektronen hierdurch zu beschleunigen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt des Filterns und Verstärkens den Schritt beinhaltet, daß das HF-Anregungssignals aus dem Plasmaentladungs-Spannungssignal ausgefiltert wird und das Frequenzband verstärkt wird, welches die Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens der Plasmaentladung enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem der Schritt des Anordnens den Schritt beinhaltet, daß der Gegenstand in einer Trockenätzkammer angeordnet wird und bei welchem der Schritt des Plasmaerzeugens den Schritt des Erzeugens eines Ätzplasmas aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem der Schritt des Anordnens den Schritt beinhaltet, daß der Gegenstand in einer Abscheidungskammer angeordnet wird und bei welchem der Schritt des Plasmaerzeugens den Schritt des Erzeugens eines Abscheidungsplasmas aufweist.

14. Verfahren zum Feststellen des Schlußpunktes bei einem Plasmaätzverfahren, welches die folgenden Schritte enthält:

Anordnen eines zu ätzenden Gegenstandes in einer Trockenätzkammer, wobei dieser Gegenstand eine obere Schicht aus einem ersten Material, die über einer zweiten Schicht aus einem zweiten Material angeordnet ist, besitzt, wobei das erste bzw. das zweite Material unterschiedliche Austrittsarbeiten besitzen,

Erzeugen eines Ätzplasmas in der Ätzkammer mittels einer HF-Anregungsfrequenz, um den Gegenstand zu ätzen,

Richten eines Energiestrahles in einem ausgewählten Energiebereich auf den Gegenstand, wobei dieser Energiebereich nicht ausreicht, um Photoelektronen aus einem der ersten oder zweiten Materialien auf dem Gegenstand auszustoßen, jedoch hoch genug ist, um Photoelektronen aus dem anderen der ersten oder zweiten Materialien in das Plasma auszustoßen,

Ausstoßen von Photoelektronen mittels des Energiestrahls, wenn das andere Material durch das Ätzverfahren exponiert ist,

Beschleunigen der ausgestoßenen Photoelektronen mit einer ausreichenden Energie in das Plasma, um hierdurch in dem Plasma Sekundärelektronen zu erzeugen,

Empfangen eines Plasmaentladungs-Spannungssignals von dem Plasma,

Filtern des Plasmaentladungs-Spannungssignals, um die HF-Anregungsfrequenz zu entfernen, und

Verstärken der Eigenfrequenzen der Anregung und des Abklingens aus dem gefilterten Plasma-Spannungsentladungssignal, um den Schlußpunkt des Ätzens festzustellen.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem der Schritt des Filterns den Schritt beinhaltet, daß jegliche Oberschwingungen der HF-Anregungsfrequenz und jegliche Gleichspannungskomponenten aus dem Plasmaentladungs-Spannungssignal ausgefiltert werden.