Übertragungsverhalten von tiefenscannenden Weißlichtinterferometern

Zusammenfassung Tiefenscannende Weißlichtinterferometer haben sich in der Mikro- und Nanotechnologie als Messgeräte zur 3D-Geometrieerfassung etabliert. Während eine axiale Auflösung im Sub-Nanometerbereich erreicht werden kann, ist die laterale Auflösung durch die Beugung auf die Größenordnung der Lichtwellenlänge begrenzt. Zudem treten bei der Messung von Kantenstrukturen Abweichungen von einer korrekten Übertragung der zu messenden Topographie auf. Die Beugung führt hier zu dem Batwing-Effekt. Ein Ansatz, das Übertragungsverhalten eines optischen Profilometers zu charakterisieren, basiert auf der ITF (Instrument Transfer Function), die sich von der für Abbildungssysteme gebräuchlichen MTF (Modulation Transfer Function) ableitet. Unsere Untersuchungen zeigen, dass die ITF nicht nur von der Periodenlänge eines gemessenen Profils, sondern auch von dessen Amplitude und Form abhängt. Der Profilverlauf bei Rechteckprofilen geeigneter Amplitude kann bis zu einer Periodenlänge, die der optischen Auflösung gemäß dem Rayleigh-Kriterium entspricht, korrekt erfasst werden. Bei Messobjekten mit inhomogenem Fresnel-Koeffizienten, z. B. ein Chromgitter auf einem Glassubstrat, kann die laterale Auflösung deutlich schlechter sein. Eine Simulation für stochastisch raue Oberflächenprofile zeigt eine Überhöhung der Rauheit bei kurzer Korrelationslänge des Oberflächenprofils.