Dünnschichtmessung
Die erweiterte modellbasierte Analyse (MBA) ist die fortschrittlichste ZYGO zur Verfügung stehende Messtechnik für Dünnschichten basierend auf Kohärenz-Scaninterferometrie (CSI). Bei dieser wird ein theoretisches Modell eines Proben-Schichtstapels mit einem tatsächlichen, durch ein Profilometer erfassten Messsignal verglichen. Diese patentierte Technologie misst gleichzeitig Topografie, Dicke und Substrattopografie für einschichtige Folien mit 50-2000 nm innerhalb von Sekunden. Zusätzlich zur Charakterisierung von Dünnschichten kann die MBA-Technologie durch Anpassung der in diesen Situationen auftretenden Phasenverschiebung aufgrund von Reflexion (PCOR) zur Durchführung echter Topografiemessungen unterschiedlicher Materialien genutzt werden.
Herausforderungen und Chancen der CSI
CSI ermöglicht berührungslose Oberflächen-Topografieabbildungen für eine große Bandbreite von Oberflächen. Sind diese Oberflächen transparent, so durchdringt ein Teil des eintretenden Lichts die Oberfläche und wird möglicherweise von der nächsten Zwischenschicht reflektiert. Für Materialien, welche deutlich dicker als die Größe des CSI-Signals sind, ist es relativ einfach, die Reflexion der Oberfläche von der des darunter liegenden Substrats zu trennen.
Wird die Dicke des transparenten Materials jedoch auf unter einen Mikrometer reduziert, beginnen die Signale sich zu überlappen. Herkömmliche Verfahren zur Signalanalyse funktionieren in diesem System nicht mehr, es besteht jedoch die Möglichkeit, ein Signal, das Informationen sowohl zur Folie als auch zum Substrat enthält, auf dem diese aufgebracht ist, zu entschlüsseln.
Modellbasierte CSI
ZYGOs modellbasiertes Verfahren löst dieses Problem. Der Benutzer wird aufgefordert, die optischen Charakteristika seines Schichtstapels (den Brechungsindex n und den Absorptionskoeffizienten k) einzugeben. Die Messung wird mittels Kalibrierinformationen auf Systemebene simuliert, um eine Bibliothek von möglichen CSI-Signalen für eine Vielzahl von Dicken der beschriebenen Folie zu erstellen. Anschließend wird die Messung an jedem Pixel mit der Signalbibliothek verglichen, um eine präzise Darstellung der Foliendicke sowie der Topografie der Ober- und Unterflächen zu erstellen.
Messablauf für das vorgestellte Verfahren. Vom Benutzer durchgeführte Schritte werden grün dargestellt.
Dieses Verfahren liefert eine Messung, welche alle wesentlichen Vorteile der berührungslosen CSI-Bereichsmessung bewahrt.
Hoher Durchsatz mit einer Dauer der Messungen von unter 10 Sekunden für die Vollfeld-Erfassung, selbst bei Bereichen für die Dickenbestimmung von über einem Mikrometer.
Flexibel und präzise dank Unterstützung einer Vielzahl von Vergrößerungen, kompatibel mit der gesamten Produktreihe von ZYGO-Objektivlinsen. Die Werte für Foliendicke sind bei Vergrößerung um 2 Größenordnungen auf Nanometerebene stabil.
