Hochauflösendes 193nm-Mikroskop
Die optische Mikroskopie ist neben der Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und der optischen Scatterometrie ein wichtiges Standbein in der quantitativen dimensionellen Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen. Zuverlässige Messungen mit höchsten Anforderungen an die Messgenauigkeit sind oftmals nur durch die parallele Anwendung all dieser Verfahren erreichbar. Allerdings ist die optische Mikroskopie - bedingt durch die endlich kleine Wellenlänge - in ihrer Ortsauflösung limitiert.
Die immer weiter fortschreitende Miniaturisierung in vielen Bereichen der Technik und Wissenschaft erfordert eine entsprechend fortgeschrittene Messtechnik mit weiter erhöhter Auflösung und verringerter Unsicherheit. In der PTB wird derzeit ein neues optisches Mikroskop entwickelt, das bei der Wellenlänge 193 nm, d.h. im „tiefen“ UV-Bereich (deep UV, DUV) betrieben werden wird. Eine Konstruktionsskizze zeigt Abb. 1. Damit werden Strukturen mit Breiten bis hinab zu 130 nm gemessen werden können. Durch die kürzere Wellenlänge und mit einem mechanisch sehr stabilen sowie optisch möglichst idealen Aufbau soll gegenüber bisher verfügbaren mikroskopisch-optischen Strukturbreitenmesssystemen eine Halbierung der Messunsicherheit auf unter 10 nm bei der Linienbreitenmessung erreicht werden.
Abb.: Entwurf des neuen DUV-Mikroskops für die Strukturbreitenmessung
Eine wichtige Anwendung ist die Messung und Kalibrierung von Strukturbreiten auf Photomasken, die von der Halbleiterindustrie für die Herstellung von Computerchips verwendet werden. Mit dem neuen System können Photomasken untersucht werden, die mindestens bis hinunter zum so genannten „32 nm-Knoten“ eingesetzt werden. Des Weiteren besteht der Vorteil, dass dieses System eine so genannte „at-wavelength“-Charakterisierung von Photomasken bietet, die für die 193 nm-Photolithographie-Technik eingesetzt werden. Das System bietet zusätzlich die Möglichkeit, Grundlagenuntersuchungen z. B. zur Auflösungssteigerung mittels strukturierter Beleuchtung durchzuführen. Ferner lässt sich mit diesem System optional ein so genanntes Microscatterometer realisieren. Hierbei wird die Austrittspupille des Objektivs und damit ein komplettes Scatterogramm über eine so genannte Bertand-Optik auf einer CCD Kamera abgebildet. Damit lassen sich nahezu komplette zweidimensionale Scatterogramme einschließlich konischer Beugung messen, so dass Scatterometrie auch an zweidimensionalen Gitterstrukturen möglich wird.
Der Aufbau des Mikroskops wurde abgeschlossen. Zurzeit wird das System charakterisiert.
Ansprechpartner
| Dr. Matthias Wurm | Dr. Bernd Bodermann Tel.: 0531 592 4222 Fax: 0531 592 69 4222 E-Mail:  Bernd Bodermann |
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