Herausforderungen an Prozessplasmen hinsichtlich der Prozessreproduzierbarkeit, Kammerkonditionierung oder Substratqualität sind gegenwärtig Tagesgeschäft für Halbleiterhersteller. Zum Beispiel stellt der sogenannte „First Wafer Effect“ nach wie vor eine der größten Herausforderungen dar. Insbesondere Firmen oder Institute mit stark variierendem Prozessmix auf derselben Prozesskammer betreiben enormen Aufwand, um Prozesse einzufahren, damit die Substratqualität konstant bleibt.
Ein weiterer Aspekt liegt in der Qualitätsbewertung prozessierter bzw. strukturierter Substrate. Insbesondere in der Fertigung aber auch in der Entwicklung von Halbleiterbauelementen ist in den seltensten Fällen der Umstand gegeben, dass nach der Plasmaprozessierung eine vollumfängliche (oft zerstörende) Probenanalyse durchgeführt wird.
Die Komplexität des reaktiven Ionenätzens scheint den Zugang zur Lösung derartiger Probleme zu verhindern. Die Wechselwirkungen zwischen Plasma, dem Substrat und Kammerwänden erschweren die detaillierte Vorhersage des Prozessausgangs allein auf Basis bekannter Prozessregelgrößen.
Um dem Problem entgegen zu treten, werden am Fraunhofer ENAS Prozessplasmen in situ analysiert.