Über die dimensionelle Charakterisierung von Gitterstrukturen auf Fotomasken mit einem neuartigen DUV-Scatterometer

Wurm, Matthias

Mit einem Scatterometer wird die an einer Probe gebeugte bzw. gestreute Strahlung analysiert, ohne abbildende Optiken (Objektive) einzusetzen. Die Messungen sind prinzipiell nicht durch die Auflösungsgrenze abbildender Verfahren begrenzt, die in der optischen Mikroskopie in der Größenordnung einer halben Wellenlänge liegt. Die Scatterometrie eignet sich daher insbesondere zur quantitativen Bestimmung von Querschnittsprofilen (periodisch) nanostrukturierter Oberflächen. Ein neuartiges Scatterometer wurde im Rahmen dieser Arbeit entwickelt. Es wurde so konzipiert, dass möglichst viele Eigenschaften der gestreuten Strahlung erfasst werden. Es ermöglicht die hochgenaue Messung sowohl der Strahlungsleistung und des Polarisationszustandes als auch der Ausbreitungsrichtung (Beugungswinkel). Alle vom Einfallswinkel abhängigen scatterometrischen Größen der Reflektometrie, Ellipsometrie und Diffraktometrie können mit dem neuen Instrument gemessen werden. In einer komplexen Auswertung, die der mathematischen Lösung eines inversen Problems entspricht, kann aus den verschiedenen Messdaten auf optische und dimensionelle Eigenschaften einer Nanostruktur geschlossen werden. Beispielhaft werden an verschiedenen Typen von Fotolithographiemasken aktueller (Binär- und Halbtonmaske) und künftiger Generationen (EUV-Maske) Messungen zur quantitativen Charakterisierung von Gitterstrukturen vorgestellt. Die Messungen wurden bei der aktuell in der Fotolithographie verwendeten Arbeitswellenlänge von 193 nm durchgeführt.

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Wurm, Matthias: Über die dimensionelle Charakterisierung von Gitterstrukturen auf Fotomasken mit einem neuartigen DUV-Scatterometer. 2009.

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