Fernfeldmethode zur Detektion von strukturiert angeordneten Goldnanopartieln

Der Nachweis von Nanopartikeln ist von großer Bedeutung in Halbleitertechnik, Medizin und Biologie. Hierzu ist eine schnelle und universelle Nachweismethode nötig. Klassische bildgebende Verfahren zeigen Probleme bei der Auflösung von Partikeln, die kleiner als die Beugungsgrenze sind. Die etablierten optischen Nahfeldmethoden sind recht aufwendig. Als Alternative stellen wir eine Fernfeldmethode vor, die auf kohärenter Fourier-Scatterometrie basiert. Mit dieser Methode sind einzelne auf {100}-orientierten Siliziumwafern angeordnete Goldnanopartikel nachgewiesen worden. Basierend auf einer Abwandlung des Sommerfeld’schen Halbraumproblems ist die Intensitätsverteilung in der Pupille berechnet worden, es zeigt sich gute Übereinstimmung mit den experimentellen Resultaten. Neben einzelnen Partikeln sind auch strukturierte Proben, die aus verschiedenen Ausrichtungen und Anzahlen sphärischer Goldnanopartikel bestehen, untersucht worden. Wir zeigen, dass sich die Geometrie der strukturierten Proben in der Intensitätsverteilung in der Austrittspupille widerspiegelt. Insbesondere lässt sich mit der von uns entwickelten Methode die Ausrichtung nebeneinander liegender Partikel bestimmen.