Modellierung kohärenter Streulicht-Messprozesse für deterministische Nanostrukturen und stochastische Oberflächendefekte im Mikrometerbereich

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Laser-optische Streulicht-Messverfahren charakterisieren stochastisch raue Oberflächen im Bereich von Ra = 1 nm bis Ra = 5.000 nm. Oberflächendefekte, periodische Strukturen und große Aspektverhältnisse (Leiterbahnen, Gräben, Einschnitte, etc.) beeinflussen die Streulichtverteilung. Insbesondere im Fall von Mikrobauteilen sind die zu charakterisierenden Oberflächen-Areale oft kleiner als das Gesichtsfeld bisher realisierter Streulicht-Messsysteme und typischerweise nanostrukturiert. Eine Charakterisierung mit konventioneller Bildauswertung der Streulichtverteilung ist in solchen Fällen nicht mehr möglich. Dennoch enthält jede Beugungs- und Streulichtverteilung generell alle Informationen über die zugehörige Oberflächen-Topografie, so dass neue Auswerte-Algorithmen entworfen werden sollen. Das Ziel dieses Projekts besteht darin, speziell im Sub-Wellenlängenbereich (1 nm 300 nm) durch Modellbetrachtungen analytische Zusammenhänge zwischen charakteristischen Streulicht-Effekten und Topografie-Merkmalen für Mikrosysteme und Nanostrukturen herzustellen. Hierzu werden geeignete virtuelle Oberflächen- und Streulicht-Modelle sowie Auswerte-Algorithmen zur Simulation von Messabläufen entwickelt und miteinander kombiniert. Die Forschungsergebnisse bilden die Grundlage, um Mikrobauteile mit Strukturen im Nanometerbereich später fertigungsgerecht prüfen zu können, d.h. flächenhaft, berührungslos und hinreichend schnell, so dass eine Reaktion z.B. bei der Überwachung von laufenden Fertigungsprozessen (Echtzeitfähigkeit des Messsystems) möglich ist.