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Ausbau der EUV-Radiometrie

Fortsetzung der Zusammenarbeit mit der Carl Zeiss SMT GmbH

PTB-News 1.2017
20.01.2017
Besonders interessant für

Halbleiterindustrie

EUV-Lithografie

optische Messtechnik

Die seit 1998 bestehende Kooperation mit der Firma Carl Zeiss SMT GmbH auf dem Gebiet der EUV-Radiometrie wurde bis Ende 2020 verlängert. In der PTB bildet diese Zusammenarbeit Ausgangspunkt und Grundlage für ein Arbeitsgebiet, durch das die deutsche und europäische Halbleiterindustrie bei der Entwicklung der EUV-Lithografie umfangreich messtechnisch unterstützt wird. Neben der EUV-Reflektometrie und -Detektorradiometrie beziehen sich die messtechnischen Weiterentwicklungen insbesondere auf die EUV-Scatterometrie in einem inzwischen auch deutlich größeren Kreis von Kooperationspartnern.

EUV-Strahlrohr der PTB an der Metrology Light Source. Im Vordergrund (rechts) erkennt man den Reinraum, in dem die Proben eingebaut werden. Dahinter befindet sich (verdeckt) das große EUVReflektometer. Die teilweise sehr großen und schweren Spiegel werden mit einem Roboter (links im Reinraum) in das Reflektometer eingesetzt.

EUV-Lithografie ist ein optisches Verfahren bei der Arbeitswellenlänge von 13,5 nm, mit dem in naher Zukunft die Strukturierung von High-End-Halbleiterbauelementen realisiert werden soll. Treiber dieser Technologieentwicklung sind der Weltmarktführer für Lithografie-Stepper ASML in den Niederlanden und sein deutscher Partner für die Präzisionsoptiken Carl Zeiss SMT GmbH. Mit beiden Unternehmen hat die PTB seit Langem umfangreiche Kooperationsvereinbarungen zur EUV-Radiometrie. Zusammenarbeiten existieren inzwischen allerdings mit praktisch allen namhaften Vertretern der deutschen und europäischen Zulieferindustrie bei der Entwicklung der EUV-Lithografie.

Neben dem Umfang von mittlerweile mehr als 6000 Stunden pro Jahr steigen auch die qualitativen Anforderungen an die Messungen zur EUV-Radiometrie, die mit Synchrotronstrahlung im Schichtbetrieb an zwei Strahlrohren an den Elektronenspeicherringen BESSY II und Metrology Light Source (MLS) in Berlin-Adlershof durchgeführt werden. Daher wird in den kommenden Jahren das ursprüngliche große EUV-Reflektometer, das in den ersten Jahren der Zusammenarbeit mit Carl Zeiss im Rahmen eines BMWi-Projektes aufgebaut wurde, durch ein neues System mit einem kohlenwasserstofffreien Vakuumsystem und einer verbesserten Probenpositionierung ersetzt. Der Aufbau eines EUV-Teleskopsystems, mit dem die Ortsauflösung auf der Oberfläche der optischen Komponenten auf ca. 10 μm verbessert wird, steht dagegen schon kurz vor dem Abschluss. Davon profitiert vor allem die Entwicklung neuartiger Messverfahren für die Untersuchung strukturierter Oberflächen auf der Basis von EUV-Reflektometrie und -Scatterometrie. Diese könnten in Zukunft, wegen der verwendeten kurzen Wellenlänge, die optische Scatterometrie bei der Vermessung von Strukturen auf Halbleiterwafern ergänzen oder gar ersetzen.

Ansprechpartner

Frank Scholze
Fachbereich 7.1
Radiometrie mit Synchrotronstrahlung
Telefon: (030) 3481-7120
Opens window for sending emailfrank.scholze(at)ptb.de

Wissenschaftliche Veröffentlichung

V. Soltwisch, A. Haase, J. Wernecke, J. Probst, M. Schoengen, S. Burger, M. Krumrey, F. Scholze: Correlated diffuse x-ray scattering from periodically nanostructured surfaces. Phys. Rev. B 94, 035419 (2016)