Der neue Newsletter von Woollam ist da. In Ausgabe 24 finden Sie wieder interessante Artikel zum Thema spektroskopische Ellipsometrie sowie rund um die Firma Woollam. Ein Artikel beschreibt die „Optical Critical Dimension Metrology“ mit spektroskopischer Ellipsometrie.

Weitere Themen:

• 30 Jahre mit J.A. Woollam Japan
• Portrait: Prof. Rüdiger Goldhahn, Universität Magdeburg
• Neue, erweiterte Funktionen des Gen-Osc-Modells in CompleteEASE
• Neuentwicklung in der Infrarot-Ellipsometrie durch Einsatz von Quantenkaskadenlasern - höhere Intensität, deutlich schnellere Messzeit und Möglichkeiten für kleinere Messflecke
• Ausblick auf die nächste ICSE-10 in Boulder, Co. vom 8.bis 13. Juni 2025

Besonders hinweisen möchten wir auf den Artikel "Minimierung von Artefakten bei der Modellierung ellipsometrischer Messdaten".

Einführung

SE wird vor allem in der Halbleiterindustrie eingesetzt. Während SE-Daten in der Regel schnell erfasst werden können, kann die Auswertung von Daten unbekannter, komplexer Materialien schwierig und herausfordernd sein.
SE kann nur begrenzte Informationen über eine Probe liefern. Eine SE-Messung ermittelt bei jeder Wellenlänge zwei eindeutige Informationen, die als Größen Psi (Ψ) und Delta (∆) dargestellt werden können. Handelt es sich um eine dünne Schicht, die Licht bei allen Wellenlängen absorbiert (die meisten Metallschichten fallen in diese Kategorie), müssen sowohl ihre optischen Konstanten bei jeder Wellenlänge (n und k oder ε1 und ε2) als auch ihre Dicke bestimmt werden. Das Problem ist also unterbestimmt.

Minimierung von Artefakten

Eine Lösung ist als „Artefaktminimierung“ bekannt. 1984 schlugen Hans Arwin und David Aspnes einen Ansatz zur eindeutigen Bestimmung der Schichtdicke und der optischen Konstanten sehr dünner Schichten vor. Die Strategie funktioniert, wenn die Ψ- und ∆-SE-Daten scharfe spektrale Merkmale aufweisen, die in den optischen Konstanten einer dünnen Schicht nicht vorhanden sind. Verschiedene Schichtdicken werden betrachtet/modelliert, um die entsprechenden optischen Konstanten der dünnen Schicht zu bestimmen, die am besten mit den Daten übereinstimmen.

Wenn die optischen Konstanten der dünnen Schicht die gleichen (oft scharfen) spektralen Strukturen aufweisen wie die Rohdaten, ist die Dicke wahrscheinlich falsch. Falsche Dicken zwingen das Modell, diese Strukturen in die optischen Konstanten der Schicht zu übertragen. Bei der Beschreibung dieser Strategie bemerkte Hans Arwin kürzlich (wir zitieren):„Es ist, als würde man versuchen, die oberste Schicht Zuckerguss eines Kuchens mit einem Messer zu schneiden. Wenn man zu tief schneidet, bekommt man einen Teil des Kuchens; schneidet man zu hoch, bleibt Zuckerguss, d.h. negativer Zuckerguss auf dem Messer. Mit diesem Ansatz können wir also die Dicke einer dünnen Schicht von ihren optischen Konstanten entkoppeln, was mit anderen Methoden oft schwer zu erreichen ist.“

Die Minimierung von Artefakten kann bei jeder absorbierenden Schicht angewandt werden, speziell aber bei dünnen Metallschichten.
Weitere Informationen zu diesem Thema sowie ausführliche Beschreibung zur „Interference Enhancement“-Methode finden Sie im entsprechenden Artikel des neuen Newsletters.

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