Vergleich rigoroser Simulationstools anhand von modellbasierten Kantendetektionen in der optischen Mikroskopie

Bidirektionale optischen Messungen erfordern eine modellbasierte Kantendetektion. Nur so kann ein Intensitätswert, der Schwellenwert, bestimmt werden, der die Position der realen physischen Kante in dem gemessenen Kantenprofil beschreibt. Die modellbasierte Kantendetektion basiert auf der rigorosen Simulation der mikroskopischen Bildgebung. In dem simulierten Profil wird der Schwellenwert bestimmt und anschließend auf das gemessene Profil übertragen. Erst dann können z.B. Linienbreiten gemessen werden. Da alle rigorosen Simulationstools gewisse Näherungen eingehen, können die Simulationsergebnisse auch bei perfekter Konvergenz im Ergebnis variieren. Daher vergleichen wir drei Softwareanwendungen zur rigorosen Berechnung von Mikroskopbildern basierend auf der RCWA- sowie der FE-Methode. Hierzu wurde eine Testsuite simuliert, und die resultierende Schwellenwerte verglichen. Die Testsuite umfasst variierenden Strukturparameter 25 verschiedene Liniengitter mit Perioden in der Größenordnung vom Auflösungslimit bis zu 20 µm und optische Aberrationen. Die Messsystemparameter beschreiben ein UV-Transmissionsmikroskop mit einer Kondensor NA von 0.6 und einem Objektiv mit einer NA von 0.9.