DE4419476C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke und der Substrattemperatur während der Beschichtung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke und der Substrattemperatur während der Beschichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke und der Substrattemperatur während eines Beschichtungsvorgangs.
Die Messung der Substrattemperatur ist eine wesentliche Voraussetzung für die Prozeßkontrolle von Beschich­ tungsvorgängen. Die Substrattemperatur bestimmt das Kristallisationsverhalten, kennzeichnet die Aufwachsge­ schwindigkeit, die Diffusionsgeschwindigkeit etc. und beeinflußt thermodynamische, chemische und physikali­ sche Prozesse gleichermaßen. In der Halbleiterherstel­ lung und der elektronischen Bauteilefertigung, bei der optischen Vergütung, der Herstellung von Hochleistungs­ optiken, IOC (integrad optical circuits), Halbleiter­ laserdioden etc. ist es deshalb unbedingt erforderlich, die Temperatur des Substrats und damit die der hergestell­ ten Schicht zu kennen.
Dies gilt auch für alle Prozesse, bei denen Beschich­ tungstechnologien, wie z. B. CVD (chemical vapor deposi­ tion), MBE (molecular beam epitaxy), thermische Oxida­ tion, Kathodenzerstäubung ("sputtering") oder Plasma­ polymerisation eingesetzt werden.
Bei einer Reihe von Prozeßbedingungen, wie beispiels­ weise hohe Temperaturen, Ultrahochvakuum (UHV), che­ misch reaktive Umgebung, rotierende Substrate ist eine direkte Messung der Substrattemperatur beispielsweise über geeichte Platinfilmwiderstände oder andere Kon­ taktthermometer, wie Thermoelemente nicht möglich, so daß die Substrattemperatur über pyrometrische Messungen bestimmt wird. Da die detektierte Temperaturstrahlung an der aufwachsenden Schicht interferiert, ist die gemessene Strahlungsintensität sowohl von der Tempera­ tur als auch von der Schichtdicke abhängig.
Dies führt dazu, daß das Pyrometersignal während des Beschichtungsprozesses auf Grund der sich ändernden Schichtdicke auch dann oszilliert, wenn die tatsäch­ liche Temperatur konstant bleibt.
"In situ-Meßsysteme" zur Bestimmung der Substrattempe­ ratur in Echtzeit während der Beschichtung sind erst seit 1988 bekannt. Das von E.S. Hellmann and J.S. Harris in J. Crys. Grow., 81 (1987), 38-42 beschriebene Verfah­ ren beruht auf der Temperaturabhängigkeit der Bandlücke von Halbleiterwafern und kann nur bei Prozessen ange­ wandt werden, deren Prozeßkammergeometrie eine Trans­ missionsmessung zuläßt, und bei denen Substratmateria­ lien eingesetzt werden, deren Bandkante im spektroskopisch zugänglichen Bereich liegt. So kann beispielsweise an Quarz- oder Metallsubstraten die Temperatur nicht gemessen werden.
Dieses Verfahren ist deshalb bis jetzt in seiner prak­ tischen Anwendbarkeit auf MBE- Anlagen beschränkt, die für "indium free mounting" aus­ gelegt sind, d. h. wo nicht - wie üblich - auf einen Molyb­ dänblock aufgeklebt, sondern direkt vor den Heizelemen­ ten montiert wird.
Weitere Verfahren nutzen die Temperaturabhängigkeit des Brechungsindex aus (z. B. ellipsometrische Temperatur­ messung). Dies setzt allerdings eine genaue Kenntnis der materialabhängigen funktionalen Zusammenhänge zwi­ schen Temperatur und Brechungsindex voraus. Da für die meisten Materialien dieser Zusammenhang nicht bekannt ist, werden diese Verfahren bis jetzt noch kaum ange­ wendet.
Ein Verfahren zur Messung der Schichtdicke mit Hilfe einer Temperaturmessung des zu beschichtenden Substrates ist aus einem Beitrag aus Journal of Applied Physics, Vol. 47, No. 2, 1976, S. 652-655, zu entnehmen, mit dem Schichtdicken mittels Infrarotmessungen erfaßt werden können. Nachteilhaft hierbei ist jedoch bei gleichzeitiger Messung von Schichtdicke und Temperatur, daß die Beobachtungsoptik verändert werden muß. Dies führt zu Justagefehlern und verkompliziert darüber hinaus den Meßaufbau.
Weiterhin geht aus einem Beitrag in Applied Optics, Vol. 12, No. 6, 1973, S. 1271-1275 ein Verfahren zur Schichtdickenbestimmung hervor, bei dem experimentell erhaltene Reflexionsmeßdaten mit vorgegebenen theoretischen Werten verglichen werden, jedoch kann mit diesem Verfahren keine Temperaturmessung vorgenommen werden.
Darüber hinaus geht aus der US 4 549 079 eine Vorrichtung zur Schichtdickenmessung von Farbüberzügen hervor, die eine Pyrometer-Meßeinheit, eine Reflektometer-Einheit sowie eine Auswerteeinheit, die die Ausgangssignale der Pyrometer- und Reflektometer-Einheit im Rahmen eines Differenzwert-Algorithmus verwertet.
Vergleichbare Meßvorrichtungen zur Schichtdickenmessung von Aufgrundsubstraten abgeschiedenen Schichtablagerungen gehen aus der EP 0 470 646 A2 sowie aus einem Beitrag in IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, Vol. 6, No. 2, May 1993, S. 112-118, als bekannt hervor.
Allen bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen liegt jedoch zudem der Nachteil zugrunde, daß der apparative Aufwand zur Schichtdickenbestimmung und Temperaturerfassung sehr groß und umständlich ist, so daß der Justageaufwand zur Bestimmung korrekter Meßdaten unvergleichbar hoch ist.
Gemäß dem Stand der Technik ist deshalb eine "in-situ Temperaturmessung" des Substrates während der Beschich­ tung in den meisten Fällen nicht möglich oder zumindest nicht praktikabel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Realisierung dieses Verfahrens anzugeben, die bei verringertem Meßaufwand die gleichzeitige Bestimmung von Schichtdicke und Substrattemperatur in Beschichtungs­ prozessen ermöglichen. Beide Größen sollen dabei "in situ" direkt auf der Waferoberfläche gemessen werden; das Verfahren soll ferner echtzeitfähig sein und sich insbesondere als Meßsystem zur Prozeßkontrolle eignen.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den Patentansprüchen 1 (Verfahren) und 5 (Vorrichtung) angegeben. Weiterbildungen der Erfin­ dung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung geht von folgender Überlegung aus:
Als Folge der Interferenzerscheinungen ändert sich der Emissionsgrad ε während der Beschichtung ständig, so daß eine pyrometrische Tempe­ raturmessung ohne Korrekturen keine auch nur annähernd zutreffenden Ergebnisse liefert. Besonders problema­ tisch ist die pyrometrische Temperaturmessung an Viel­ schichtsystemen, deren aktueller Emissionsgrad von den Dicken aller Schichten, deren optischen Konstanten, den Temperaturabhängigkeiten der optischen Konstanten, dem Beobachtungswinkel und der Beobachtungswellenlänge abhängt.
Erfindungsgemäß wird nun zunächst die Anfangstemperatur T₀ des Substrats bei Beginn des Beschichtungsvorgangs ermittelt. Während des Beschichtungsvorgangs wird fortlau­ fend ein Emissionsgrad ε des Gesamtsystems mittels eines Reflektometers gemäß
ε = 1 - R
bestimmt, worin R den Reflexionsgrad bezeichnet.
Zur Bestimmung der Substrattemperatur T wird das Ausgangssignal eines Pyrometers mit dem ermittelten Emissionsgrad ε der Schicht korrigiert, während die Schichtdicke durch Vergleich der Reflektormetermeßkurve mit der theoretischen Schichtdickenabhängigkeit dieses Kurvenverlaufs bestimmt wird.
Dies soll im folgenden näher erläutert werden:
Die vom Substrat emittierte Temperaturstrahlung wird an der aufwachsenden Schicht mehrfach reflektiert und gebrochen. Die entstehenden Teilstrahlen interferieren miteinander, so daß das Ausgangssignal des Pyrometers auch bei konstanter Temperatur T in Abhängigkeit von der Schichtdicke d oszilliert.
Man kann diesen Sachverhalt durch Einführung eines von der Schichtdicke abhängigen Emissiongrads ε (λ, T, d) beschreiben. Das Ausgangssignal P des Pyrometers ist dann proportional zu
P ∝ ε * fplanck = ε * c₁/[λ⁵ * (ec₂/ λ T-1)].
Hierbei sind
c₁ = 3,741*10⁴ W cm-2 µm⁴,
c₂ = 1,438 10⁴ µm K,
fplanck steht für die Plancksche Strahlungsformel und λ für die Wellenlänge, bei der die Werte von P und ε in obiger Formel zu nehmen sind.
Für das auf den Anfangswert P₀ des Pyrometer-Ausgangs­ signals normierte Signal ergibt sich
P/P₀ = ε * fplanck (λ, T)/[ε₀ * fplanck (λ, T₀)]
T₀ ist die Anfangstemperatur des Substrats beim Beginn des Beschichtungsvor­ gangs.
Nach dem Kirchhoffschen Gesetz ist Emissionsgrad gleich Absorptionsgrad: ε = A. Da auf Grund des Energieerhal­ tungssatzes aber
Reflexionsgrad R + Absorptionsgrad A + Transmissionsgrad TR = 1
gelten muß, ergibt sich für den Fall eines undurchsich­ tigen Substrats (Transmission TR = O)
ε = 1-R.
Erfindungsgemäß wird der Reflexionsgrad R mittels des Reflekto­ meterasts des vorgeschlagenen Meßaufbaus gemessen.
Für die auf den Anfangswert L₀ normierte Intensität L des Ausgangssignals im "Reflektometerast" ergibt sich
L/L₀ = R/R₀
Damit erhält man für ε
ε = 1-R = 1-R₀ * L/L₀
wobei R₀ als Reflexionsgrad des unbeschichteten Substrates durch Messung oder Eichung ermittelt werden kann.
Mit den auf den Anfangswert normierten Detektorsignalen P/P₀ und L/L₀ erhält man
Durch Umstellung erhält man aus dieser Gleichung eine Auswertevorschrift, mit der sich die "wahre" Temperatur aus dem Ausgangssignal P des Pyrometers bestimmen läßt:
Es ergibt sich also eine eindeutige Auswertevorschrift, die eine Temperaturbestimmung ermöglicht, die nicht mehr von der aufwachsenden Schichtdicke sowie mangeln­ der Kenntnis der wahren Materialkonstanten verfälscht wird.
Die Anfangstemperatur muß zur Auswertung bekannt sein. Sie läßt sich z. B. durch übliche Pyrometrie bestimmen.
Es ist es bevorzugt, wenn die Wellenlänge, für die die thermische Strahlung gemessen wird, und die Wellen­ länge, bei der der Reflexionsgrad der Schicht gemessen wird, gleich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit einer Vorrich­ tung ausgeführt werden, die neben einem Pyrometer oder einem pyrometrischen Detektor zur Messung der Tempera­ turstrahlung einen Laser oder eine monochromatisierte andere Lichtquelle, beispielsweise eine Halogenlampe mit vorgeschaltetem Interferenzfilter, und einen Detek­ tor zur Erfassung der von dem Substrat bzw. der aufge­ brachten Schicht reflektierten Strahlung aufweist. Dieser Detektor erfaßt die reflektierte Strahlung unter einem Beobachtungswinkel, der dem Einfallswinkel der auf das Substrat gerichteten monochromatischen Strahlung entspricht.
Aus dem Ausgangssignal des Detektors für die reflektierte Strahlung wird der von der jeweiligen Schicht­ dicke abhängige Emissionsgrad ε des beschichteten Substrats bestimmt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfin­ dung werden die thermische Strahlung des Substrats und die reflektierte Strahlung einer Lichtquelle durch jeweils einen Detektor gemessen, wobei mittels einer zu jedem Detektor gehörenden phasenempfindlichen Modula­ tionstechnik (Lock-in Verstärkung) sichergestellt wird, daß in einem Detektorast A nur die vom Substrat reflek­ tierte Strahlung der Lichtquelle, die proportional zum Reflexionsgrad R ist, und im zweiten Detektorast B nur die thermische Strahlung proportional zu ε*fPlanck erfaßt wird. Die phasenempfindliche Modulationstechnik besteht dabei aus jeweils einem Chopper, der mit einem Lock-in Verstärker in Verbindung steht.
Das Licht der Lichtquelle wird mittels eines optischen Modulators (Chopper) in einer Frequenz f1 moduliert. Am Detektor im Reflektometerast A für die re­ flektierte Strahlung liegen also Frequenzkomponenten um f1 (von der reflektierten Strahlung) sowie sehr tief­ frequente (praktisch DC-) Komponenten (von der thermi­ schen Strahlung) vor. Der zugehörige Lock-in Verstärker registriert nur solche Signale, die in einem schmalen Band um f1 liegen. Die tieffrequenten thermischen Kom­ ponenten werden also herausgefiltert. Am Ausgang dieses Lock-in Verstärkers liegt damit ein Signal proportional zum Reflexionsgrad R an. Analog verhält es sich mit dem Detektorast B für die Substratstrahlung, wobei die thermische Strahlung vom zugehörigen Chopper in einer Frequenz f2 moduliert wird. Der zweite Lock-in Verstärker unterdrückt alle Komponenten, die nicht in einem schma­ len Frequenzband um f2 liegen. Falls f1 und f2 genügend weit auseinander liegend gewählt werden, ist die Aus­ gangsspannung an diesem Lock-in Verstärker proportional zu ε*fPlanck.
An den Detektoren ist eine analoge oder eine digitale Signalverarbeitung angeschlossen, die aus den Signalen in Echtzeit mit der Auswertevorschrift nach Gleichung (1) die aktuelle Temperatur T bestimmt, während die Schichtdicke durch einen Vergleich der Reflektometermeß­ kurve mit der theoretischen Schichtdickenabhängigkeit dieses Kurvenverlaufs ermittelt wird.
Die auf diese Weise bestimmte Temperatur T kann zur Prozeßkontrolle oder -regelung eingesetzt werden.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens besteht also aus einem Reflek­ tometerast A und einem Substratstrahlungsast B zur Messung der Intensität der thermischen Strah­ lung.
Im Substratstrahlungsast B ist ein erster Detektor und im Reflektometerast A ein zweiter Detektor zur Erfas­ sung der von einer Lichtquelle ausgesendeten und vom Wafer reflektierten Strahlung vorgesehen.
Eine Monochromatisierung der Strahlung der Lichtquelle des Reflektometerastes und der thermischen Strahlung des Substrates erfolgt dabei durch denselben oder durch baugleiche Filter. Jedem Detektor ist ein Chopper sowie ein Lock-in Verstärker zugeordnet.
Die Meßvorrichtung ist so aufgebaut, daß der Einfalls­ winkel des Reflektometerlichtes und der Beobachtungs­ winkel des Pyrometers gleich sind.
Als Lichtquellen können monochromatische Quellen, wie beispielsweise ein Laser, oder Weißlichtquellen in Form von Globarstäben, Schwarzkörperstrahlern, Halogenlampen u. a. m. eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber konventionellen Meßmethoden durch eine Reihe wesent­ licher Vorteile aus:
  • - Die Bestimmung des Emissionsgrads ε ist völlig unabhängig von irgendwelchen Vorkenntnissen über das Material, d. h. weder die optischen Konstanten noch die Dicken der aufgebrachten Schichten werden für eine Temperaturmessung benötigt.
  • - Für eine Temperaturmessung gibt es praktisch keine Einschränkungen bezüglich Material- und Schichtdicken­ konfiguration; Halbleiter (Si, GaAs, InP, InSb, HgTe, CdTe sowie ternäre und quartanäre Systeme) und Isolatoren sind genauso geeignet wie Metallschichten; die Dicken der aufgebrachten Schichten dürfen zwischen 1 Atomlage und mehreren hundert µm liegen.
  • - Die Auswertung erfolgt in Echtzeit. Somit kann das Verfahren auch zur Temperatursteuerung schnell veränderlicher Prozesse eingesetzt werden (z. B. in RTP-Anlagen [Rapid Thermal Processing]).
  • - Während des Beschichtungsvorgangs werden gleichzeitig Temperatur und Schichtdicke gemessen.
  • - Die Temperaturmessung wird nicht durch die Interferenz­ oszillationen der Temperaturstrahlung an der aufwachsen­ den Schicht verfälscht.
  • - Das Auflösungsvermögen sowohl bezüglich Temperatur als auch Schichtdicke ist hoch.
  • - Sehr günstiges Kosten/Nutzen-Verhältnis, da nur wenige kommerziell erhältliche Komponenten benötigt werden.
Darüber hinaus gelten die üblichen Vorteile von opti­ schen in-situ-Messungen:
  • - Kein zusätzlicher Handhabemechanismus.
  • - Unempfindlich gegenüber feindlichen Umgebungen.
  • - Gute Einkopplungsmöglichkeit in Vakuumprozesse.
Einsatzgebiete sind die Vermessung von Temperatur und Schichtdicke während des Prozesses und daraus ableit­ bare Anwendungen, wie z. B. die Prozeßsteuerung und -überwachung in der Beschichtungstechnologie, experimen­ telle Überprüfung von Simulationsmodellen in der Grund­ lagenforschung und der Prozeßoptimierung.
Die erfindungsgemäße Temperatur- und Schichtdickenmes­ sung kann während des Beschichtungsvorganges von Sub­ straten mit bekannten Beschichtungstechnologien in Halbleiterfertigungsanlagen, Plasma-, Ionen- und ande­ ren Trockenätzanlagen sowie bei der Herstellung opti­ scher Schichten ausgeführt werden. Dabei bestehen prak­ tisch keine Beschränkungen hinsichtlich des verwendeten Beschichtungsverfahrens.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 die prinzipielle Darstellung der erfindungsge­ mäßen Meßvorrichtung, und
Fig. 2 einen weiteren möglichen optischen Aufbau.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung.
Die von einer Probe 1 ausgehende Strahlung - nämlich die thermische Strahlung und die reflektierte Strahlung einer Lichtquelle 6 - wird von einem optischen System 2 auf ein schmalban­ diges Interferenzfilter 3 gerichtet, das die Strahlung monochromatisiert. Im Strahlengang nach dem Filter 3 sind Strahlteiler 4.1 und 4.2 vorgesehen, die die Strahlung auf zwei "Äste" aufteilen.
In dem einen Ast wird die Intensität der thermischen Strahlung von einem Detektor 7 erfaßt, der für die Wellenlänge empfindlich ist, die das Filter 3 passiert.
Ferner ist die Lichtquelle 6 vorgesehen, deren Strah­ lung bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch den Filter 3, durch den auch die von der Probe ausgehen­ de Strahlung hindurchtritt, auf das Substrat auftrifft.
Das reflektierte Licht der Lichtquelle 6 wird von dem Strahlteiler 4.1 über ein optisches System 5 auf einen weiteren Detektor 8 gerichtet, der die Intensität der reflektierten Strahlung ermittelt.
Um zu erreichen, daß in dem Detektorast B nur die ther­ mische Strahlung proportional zu ε*fPlanck und im ande­ ren Detektorast A nur die reflektierte Strahlung pro­ portional zum Reflexionsgrad R gemessen wird, wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel phasenempfindliche Modulationstechnik (Lock-in Verstärkung) eingesetzt. Hierzu ist jedem Detektor ein optischer Modulator (Chopper) 9 bzw. 11 sowie ein Lock-in Verstärker 10 bzw. 12 zugeordnet.
Das mit dem Lock-in Verstärker verstärkte Ausgangssig­ nal des Detektors 8 für die reflektierte Strahlung enthält damit lediglich Frequenzkomponenten um die Frequenz f1, verursacht durch die von der Lichtquelle 6 ausgesandte, vom Chopper 9 in der Frequenz f1 modulierte und von der Probe 1 reflektierte Strahlung. Damit liegt am Ausgang des Lock-in Verstärkers 10 ein Signal an, das proportional zum Reflexionsgrad R ist.
Im Ast B wird in analoger Weise die thermische Strah­ lung des Substrats 1 vom Detektor 7 empfangen, die mittels des Choppers 11 in der Frequenz f2 moduliert wird. Die Ausgangsspannung am Lock-in Ver­ stärker 12 ist hier proportional zu ε*fPlanck. Die weitere Auswertung erfolgt auf der Grundlage der erfin­ dungsgemäßen Auswertevorschrift nach Gleichung (1).
Die dargestellte Vorrichtung stellt nur eine von mehre­ ren möglichen Aufbauten dar. Bei anderen Ausführungs­ formen muß beispielsweise die Einfallsrichtung der Strahlung nicht senkrecht sein. In diesem Falle müssen dann allerdings die beiden Detektoräste A und B von der Lichtquelle räumlich getrennt werden.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für die Registrierung der Strahlung unter einem von 90 Grad abweichenden Winkel. Dabei sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet, so daß auf eine erneute Vor­ stellung verzichtet wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Bestimmung der Schichtdicke und der Substrattemperatur während der Beschichtung von Sub­ straten, mit folgenden Schritten:
  • - Die Anfangstemperatur T₀ des Substrats wird bei Beginn des Beschichtungsvorgangs ermittelt,
  • - ein Emissionsgrad ε des Gesamtsystems wird während des Beschichtungsvorgangs fortlaufend mittels eines Reflektometers gemäß ε = 1 - Rbestimmt, worin R den Reflexionsgrad bezeichnet,
  • - zur Bestimmung der Substrattemperatur T wird das Ausgangs­ signal eines Pyrometers mit dem ermittelten Emissions­ grad ε korrigiert,
  • - die Schichtdicke wird durch Vergleich der Reflekto­ metermeßkurve mit der theoretischen Schichtdickenabhängig­ keit dieses Kurvenverlaufs bestimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangstemperatur T₀ durch Pyrometrie ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pyrometermessung bei einer Wellenlänge erfolgt, die mit der Wellenlänge, bei der der Emissionsgrad ε bestimmt wird, gleich ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Substrattemperatur T nach der folgenden Auswertevorschrift erfolgt: hierbei bedeuten:
c₁ 3,741 * 10⁴ W cm-2 µm⁴
c₂ 1,438 * 10⁴ µm K
fplanck Planck'sche Strahlungsformel
λ Meß-Wellenlänge
P ein aktuelles Ausgangssignal des Pyrometers proportional zur spektralen Strahldichte
P₀ Ausgangssignal des Pyrometers bei der Anfangs­ temperatur T₀
R₀ Reflexionsgrad bei der Anfangstemperatur T₀ferner gilt:ε = 1 - R = 1 - (L/L₀) * R₀.
5. Vorrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke und der Substrattemperatur während der Beschichtung von Substraten mit
  • - einem Pyrometer,
  • - einem Reflektometer, und
  • - einer Auswerteeinheit, an der die Ausgangssignale von Pyro- und Reflektometer anliegen, die die Substrattemperatur T aus einem Ausgangssignal des Pyrometers unter Einbeziehung des aus dem Reflektometerausgangssignal abgeleiteten Emissionsgrads berechnet und die die Schichtdicke durch Vergleich der Reflektometermeßdaten mit deren theoretischen Verlauf in Abhängigkeit von der Schichtdicke bestimmt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallswinkel des Lichts der Lichtquelle des Reflektometers und der Beobachtungswinkel des Pyrometers gleich sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (6) des Reflektometers eine monochromatische Lichtquelle, vorzugsweise ein Laser, oder eine Weißlichtquelle, wie ein Globarstab, ein Schwarzkörperstrahler oder eine Halogenlampe ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch Detektoren (7, 8), die die thermische Strahlung der Probe (1) und die reflektierte Strahlung einer Lichtquelle (6) erfassen, durch jeweils einen Chopper (9, 11) sowie einen Loch-in-Verstärker (10, 12) in einem Detektorast A, der nur die von der Probe (1) reflektierte Strahlung der Lichtquelle (6) proportional zum Reflexionsgrad mittels phasenempfindlicher Modulationstechnik mißt und in einem Detektorast B, der nur die thermische Strahlung proportional zu ε*fPlanck mittels phasenempfindlicher Modulationstechnik mißt, und durch eine analoge oder eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung an den Detektoren, die aus deren Signalen die Temperatur und die Schichtdicke in Echtzeit bestimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der Lichtquelle (6) mittels des ersten Choppers (9) in einer Frequenz f1 moduliert wird und die thermische Strahlung vom zweiten Chopper (11) in einer Frequenz f2 moduliert wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht senkrechtem Einfall des Lichts der Lichtquelle des Reflektometers auf die Probe (1) die beiden Detektoräste A und B räumlich getrennt von der Lichtquelle (6) ausgeführt sind.
11. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 zur Prozeßregelung in einer Anlage zur Fertigung von Halbleitern und/oder in einer Beschichtungsanlage.
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