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Erste polarisationsaufgelöste Messungen mit dem neuen EUV-Ellipso-Scatterometer

17.04.2014

Abb. 1: Mechanik des EUV-Ellipso-Scatterometers. Im Vordergrund die Bogenführung für den Detektor, die es erlaubt, diesen über ein Viertel der Kugelfläche zu fahren und beliebige Orientierungen der Reflexionsebene zu realisieren. Der Manipulator für die Probe (Mitte) erlaubt Drehungen um drei Achsen und drei Translationen.

Abb. 2: Reflexionsgrad (Messung: Kreise) für S- und P-polarisierte Strahlung in der Nähe des Brewster-Winkels für einen Mo/Si-Vielschichtspiegel. Die strich-punktierten Linien zeigen eine Modellierung, die an die Messung für S-polarisiertes Licht angepasst wurde. Für P-polarisiertes Licht stimmt diese nicht vollständig mit der Messung überein. Dieses liegt an den in diesem Spektralbereich nur unzulänglich bekannten optischen Konstanten und belegt damit die Notwendigkeit entsprechender Messungen.

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) erweitert seit vielen Jahren ihre Messtechnik für die Charakterisierung optischer Komponenten im extrem-ultravioletten Spektralbereich (EUV). Sie unterstützt dabei Europäische Firmen, die weltweit führend sind bei der Entwicklung der EUV-Lithographie zur Herstellung von Halbleiter-Bauelementen unter Nutzung von Strahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm. Bisher fehlten in der PTB jedoch geeignete Messmöglichkeiten für polarisationsaufgelöste Reflexionsmessungen im EUV-Bereich. Am Strahlrohr für weiche Röntgenstrahlung bei BESSY II wurde daher ein neues EUV-Ellipso-Scatterometer in Betrieb genommen (Abb. 1). Die ohne Fettschmierung auskommende Mechanik dieses Systems erlaubt, die Reflexionsebene einer Messung beliebig zur Richtung der linearen Polarisation der einfallenden Strahlung zu orientieren. Darüber hinaus wurde für den Nachweis der reflektierten Strahlung ein Brewster-Polarisator mit einem Breitband-Mo/Si-Vielschichtspiegel aufgebaut. Damit kann auch der lineare Polarisationsgrad der reflektierten Strahlung gemessen bzw. unerwünschte Polarisationsanteile der einfallenden Strahlung unterdrückt werden. In ersten Messungen ist es gelungen, die hohe Unterdrückung der P-polarisierten Strahlung bei Reflexion unter dem Brewster-Winkel auf einem Mo/Si-Vielschichtspiegel nachzuweisen (Abb. 2). Polarisationsaufgelöste Messungen sind wichtig zur Charakterisierung von Spiegeln für nicht-senkrechten Einfall, zum Beispiel bei Optiken mit großer numerischer Apertur, oder von Linienstrukturen auf Photomasken, die aufgrund ihrer Geometrie polarisierende Eigenschaften haben.

Ansprechpartner:

F. Scholze, 7.12, E-Mail: Opens window for sending emailFrank.Scholze(at)ptb.de