Konstruktive Realisierung eines hochaperturigen 193nm-Mikroskops für die quantitative dimensionelle Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen

Die optische Mikroskopie ist neben der Elektronenmikroskopie, Rasterkraftmikroskopie und der optischen Scatterometrie ein wichtiges Standbein in der quantitativen dimensionellen Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen. Deshalb wird zur Zeit an der PTB ein neues optisches Mikroskop entwickelt, das bei der Wellenlänge von 193 nm arbeitet. Damit können Strukturenbreiten bis hinab zu 130 nm gemessen werden. Im Vergleich zu bestehenden UV- oder DUV-optischen Messsystemen wird mit diesem System aufgrund der kürzeren Wellenlänge und eines mechanisch sehr stabilen sowie optisch möglichst idealen Aufbaus eine deutliche Reduzierung der Messunsicherheit möglich. Es besteht auch der Vorteil, dass dieses System eine "at-wavelength"-Charakterisierung von Photomasken bietet, die für die 193 nm-Photolithographie-Technik eingesetzt werden. Es wird das fertige konstruktive Konzept des DUV-Mikroskops - auch in Details - dargestellt. Dabei wird gezeigt, wie Positioniergenauigkeiten z.B. von den Strukturen oder von der Fokussierung im nm-Bereich erreicht werden. Mit Hilfe von rigorosen Modellrechnungen wird ein Messunsicherheitsbudget aufgestellt und mit vorhandenen Systemen verglichen.