White-light Mueller-matrix Fourier scatterometry for the characterization of nanostructures with large parameter spaces
White-light Mueller-matrix Fourier scatterometry for the characterization of nanostructures with large parameter spaces
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用于表征大参数空间纳米结构的白光穆勒矩阵傅立叶散射测量
DOI：
10.1117/12.2551276
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
W. Osten
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. L. Gödecke;K. Frenner;W. Osten
随着对更高晶体管密度和改进功能的需求不断增加，现代半导体芯片上的纳米结构变得越来越复杂，并且它们的建模需要大量参数。因此，作为最先进的光学检测工具的散射测量的性能受到对某些参数的灵敏度不足以及它们之间的高互相关的限制。为了改善基于模型的重建，有必要生成尽可能多的不相关的数据集。在本文中，我们提出了联合收割机传统的傅里叶散射测量与米勒偏振和白光干涉测量的角度和波长分辨的米勒矩阵。这种方法同时利用了光场最相关的信息通道：强度、波长、相位、传播角度和偏振。我们通过一个全面的仿真研究验证了多参数问题的情况下的性能改善。在一般情况下，测量的不确定性和互相关减少相比，其他散射配置。此外，我们的方法facilitates重建目标的不对称性，如不对称的侧壁角，或在低技术节点的孤立线光栅的分析。针对实验验证，以及，我们最后显示的结果，从第一个验证的原理测量过程中进行的安装实施。
With the ever increasing demand for higher transistor density and improved functionality, the nanostructures on modern semiconductor chips become more and more complex and their modeling requires a multitude of parameters. As a result, the performance of scatterometry as state-of-the-art optical inspection tool is limited by insufficient sensitivities towards certain parameters and high cross-correlations between them. In order to improve the model-based reconstruction, it is essential to generate as many uncorrelated datasets as possible. In this paper, we propose to combine conventional Fourier scatterometry with Mueller polarimetry and white-light interferometry to measure both angle- and wavelength-resolved Mueller matrices. This approach takes advantage simultaneously of the most relevant information channels of the light field: intensity, wavelength, phase, propagation angle, and polarization. We validate the performance improvement in case of multi-parameter problems by means of a comprehensive simulation study. In general, both the measurement uncertainties and the cross-correlations are reduced in comparison to other scatterometric configurations. Furthermore, our approach facilitatesthe reconstruction of target asymmetries, such as asymmetric sidewall angles, or the analysis of isolated line gratings at low technology nodes. Aiming at an experimental validation as well, we finally show results from first proof-of-principle measurements performed during the ongoing setup implementation.
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H. Urbach
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M. Wurm;F. Pilarski;B. Bodermann
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