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Neue Kalibrierstrukturen für die höchstauflösende Mikroskopie

31.12.2004

Bei der Produktion hochintegrierter Schaltkreise sind in naher Zukunft routinemäßig Strukturabmessungen unter 100 nm zu erwarten. Bei diesen winzigen Strukturdimensionen gewinnen Fragen nach exakten Strukturbreiten und einer geeigneten, effizienten Prozesskontrolle im Submikrometerbereich in noch wesentlich stärkerem Maße als bisher an Bedeutung.

Um die künftig erforderliche Qualität der Produkte sicherzustellen, müssen Entwickler und Anwender von Mess- und Inspektionsgeräten für die Fertigungskontrolle auf verfahrensspezifisch geeignete und breitenkalibrierte Testobjekte und Normale zurückgreifen können. Die derzeit auf dem Markt verfügbaren Maßverkörperungen sind wegen der nicht optimalen Beschaffenheit ihrer Geometrie (kleinste Strukturbreite, Kantenrauheit, Flankenwinkel deutlich kleiner als 90°) nicht mit der zukünftig erforderlichen Messunsicherheit kalibrierbar.

Ein Konsortium bestehend aus dem Institut für Physikalische Hochtechnologie (IPHT) Jena, der PTB und 4 Partnern aus der Industrie hat sich daher im Rahmen eines BMBF-Vorhabens zum Ziel gestellt, rückgeführt kalibrierte Strukturbreitennormale und Auflösungstest-Strukturen zu entwickeln und bereitzustellen. Sie sollen als neuartige Testobjekte für höchstauflösende lichtoptische Inspektionsverfahren dienen wie UV-Mikroskopie, konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie sowie mechanische Rastersondenverfahren. Durch den Einsatz solcher neuartigen Maßverkörperungen können Inspektionsgeräte zu Präzisionsmessgeräten aufgewertet werden. Erste Entwicklungsmuster nanoskaliger, kalibrierter Breitenmaßverkörperungen sind in den Abbildungen zu sehen.


Das Bild zeigt eine mit einem Lichtmikroskop gewonnene Übersichtsaufnahme der Strukturfelder eines ersten Entwicklungsmusters des optischen Kalibrier- und Auflösungstestobjekts. Die Felder mit den kleinsten Strukturen weisen Strichabstände von weniger als 160 nm auf.


Das Bild zeigt Kreisstrukturen des gleichen Objektes, die mit dem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen wurden und Radienabstände von 160 nm aufweisen.