WO2001029502A1 - Verfahren zum bestimmen von geometrischen strukturen auf oder in einem substrat sowie von materialparametern - Google Patents

Verfahren zum bestimmen von geometrischen strukturen auf oder in einem substrat sowie von materialparametern Download PDF

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WO2001029502A1
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Rolf Hertling
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Steag Eta-Optik Gmbh
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    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry

Definitions

  • the invention relates to a method for determining geometric structures on or in a substrate on which light diffraction occurs, and a method for determining parameters of the materials present on or in a substrate, geometric structures leading to light diffraction being present in or on the substrate ,
  • Structured substrates are, for example, optical storage media (CD, CD-R, DVD, CD-RW, DVD-RW, DVD-R, MO / MD, etc.), the trenches, so-called grooves, for writing, reading and / or erasing of data, whose geometries such as depth, width and distance are different for the different media types and manufacturer-specific.
  • optical storage media CD, CD-R, DVD, CD-RW, DVD-RW, DVD-R, MO / MD, etc.
  • the trenches so-called grooves, for writing, reading and / or erasing of data, whose geometries such as depth, width and distance are different for the different media types and manufacturer-specific.
  • different layers with different refraction and / or absorption indices and different layer thicknesses are applied to the structured substrates, preferably polycarbonate blanks, so that the desired optical, thermal, electrical and mechanical properties of the storage medium result.
  • the invention is therefore based on the object of creating a method which not only enables the determination of thicknesses of continuous layers, but also geometric structures on or in a substrate.
  • Another object of the present invention is to provide a method for determining parameters of the materials present on or in a substrate. In a method for determining geometric parameters on or in a substrate on which light diffraction occurs, the object is achieved by the following method steps:
  • the method according to the invention it is possible not only to measure the surface structures present in a substrate, such as grooves or grooves, but also to determine the geometric structures of layers and layers of different materials which are applied to the substrate. For example, it is possible with the method according to the invention to also determine existing segmentations, that is to say lateral structures, perpendicular to the direction of the layer structure, such as are present, for example, in the case of information-carrying substances from CD (CD-R) which can be written once.
  • CD information-carrying substances from CD
  • the inventive measure to simulate by amplitude and / or phase-correct superimposition of all partials the optical spectra and by varying the geometric parameters to determine this so that the measured and modeled spectra optimally match ', it is possible, even over the substrate with to determine existing or applied layers of different layer thicknesses in a spatially resolved manner. Since the spectra are very sensitive to changes in the thickness of thin layers, for example in the nanometer range, the accuracy of the method according to the invention is accordingly high. That invented In addition, the method according to the invention works non-destructively and without the need for sample preparations, as is the case with conventional methods.
  • the reflection and / or transmission light intensity values of the diffracted light are measured as a function of the wavelength. It is particularly advantageous to measure the diffracted light of the zero diffraction order, although the diffracted light of the higher diffraction order can also be evaluated for this measurement.
  • the determination of the geometric dimensions of the structures in and / or on the substrate is particularly advantageous.
  • the geometric structures are preferably determined by the thicknesses of the layers applied to the substrate.
  • the local structures on the substrate surface are determined. This makes it possible to ascertain spatially resolved lateral segmentations or relief differences across the substrate area.
  • the structures on the substrate change continuously across the substrate surface
  • the method according to the invention determine, for example, bevels or round surface areas by dividing the structures into a grid into segments or cells, the accuracy of the structure determination being selectable by the fineness of the grid.
  • the structure of such a multi-component division is thus determined by suitable screening with cells of any material, thickness, depth and / or width.
  • the structures, which may also change at least partially continuously across the substrate surface are preferably formed by layers which are applied to the substrate.
  • the method according to the invention for regulating the structure formation is used in a manufacturing process.
  • the method according to the invention is therefore preferably used “inline” in a manufacturing process.
  • the reflection and / or transmission light intensity values of the diffracted light are simulated as a function of the wavelength in order to form desired optical target data.
  • the method according to the invention also enables the simulation of desired optical target data and thus the determination, that is to say a structural design of the structure to be applied to a substrate, for example a multi-component system in the case of optical storage media.
  • the substrates are blanks for data storage media, the structures being formed as grooves in the blank, and the structures applied to the blank being formed from layers of information-carrying substances, so-called dyes.
  • CD-R writable CD
  • the method according to the invention is of course not limited to the use in connection with optical storage media and their production.
  • the present method is also suitable not only for determining surface structures, but also for parameters of materials that are present on or in a substrate.
  • This object is achieved according to the invention with a method for determining parameters of the materials present on or in a substrate, geometric structures leading to light diffraction being present in or on the substrate, namely through the following method steps:
  • Such a measuring method can in turn be used non-destructively and can be used both in “offline” and in “inline” applications in connection with optical storage media but also with other objects, such as displays and their manufacture.
  • the invention as well as its design and advantages will be explained below using the example of measuring or coating a CD-R under
  • FIG. 1 shows a schematic cross section through a region of a layered substrate for a CD-R
  • Fig. 4 shows an example for the determination of spatially resolved dimensions of the structure in the land area.
  • FIG. 1 the lateral dimensions of a cross-sectional area through a CD-R, which extend in the x-y plane, and the layer thicknesses are plotted in the vertical direction on the z-axis.
  • the blank 1 made of polycarbonate in the present exemplary embodiment has a so-called land area in the first lateral segment area A, which continuously falls into a so-called groove area C in the lateral segment area B, which then in the x direction in a further transition area D in the Land area E merges, which corresponds to land area A.
  • the blank 1 is thus formed with a groove or groove C, the transition areas B, D of which merge into the land areas A, E.
  • a layer, a so-called dye layer 2 is applied to this blank 1. It is thinner in land areas A, E than in groove area C, the layer thickness increasing from groove area C to land area A, E in transition areas B, D. This results in a different structure in the lateral direction x for the dye layer 2 with a greater thickness but a lower overall height in the groove area C and higher overall dimensions in the land area A, E.
  • Continuously changing structures, for example the transition areas B, D are preferably detected with the method according to the invention in that these areas are divided into segments and polygonized. The individual segments and their thicknesses are then subjected to the method according to the invention in a corresponding manner.
  • the accuracy of the structure determination of such transition areas B, D can be specified by the choice of the segmentation or polygonization fineness.
  • the reflectivity according to curve 21 is calculated from initially specified optical models. Thereafter, the dimensions of the segment areas and the layer thicknesses and / or the spectral material parameters, such as the refractive index n and / or the absorption index k, are varied with each calculation step until a curve 21 results which has the smallest possible deviation from the curve 22. This then results in the parameters of the structures examined, such as the depth, the width and / or the spacing of the substrate and layer structures.
  • DE 198 52 323 A1 which did not pre-publish and goes back to the same applicant, and which is made the content of the present application to avoid repetition.
  • the determination of the substrate and layer structure is carried out across the surface of the substrate point by point or in sections in the lateral direction, so that a measurement of the structures in the lateral direction, for example in the x and y directions, is also obtained, such as this can be seen from FIGS. 3 and 4 for segments with different structural dimensions in the groove area and in the land area across the substrate area.
  • FIGS. 3 and 4 each show the dye thicknesses for the color or gray gradations in nanometers (nm). The invention was previously explained in connection with a very simple embodiment in which only one layer is applied to the substrate.
  • the method according to the invention can also be used for objects and their manufacture in which a multiplicity of layers, layer thicknesses and lateral segmentations are provided, it being possible for geometric parameters to also have the value zero.
  • the geometric parameters for example the structures, can not only occur periodically, as is the case with the grooves of optical storage media, but can also be non-periodic and change not only in the x direction but in particular also in the y direction , as is the case for example with objects with irregular structures in the x and y direction, for example with displays.

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Abstract

Zur Bestimmung von geometrischen Strukturen und/oder Materialparametern auf oder in Substraten und ortsaufgelöst über die Substratfläche hinweg sind folgende Massnahmen vorgesehen: Messen von Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts-Werten des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge, Berechnen der Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts-Werte unter Verwendung eines Iterationsmodells, in das die einzelnen Schicht-Struktur- und/oder Materialparameter eingehen, und Ändern der Parameter bis zur Herbeiführung einer grösstmöglichen Übereinstimmung zwischen den gemessenen und berechneten Werten.

Description

Verfahren zum Bestimmen von geometrischen Strukturen auf oder in einem Substrat sowie von Materialparametern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von geometrischen Strukturen auf oder in einem Substrat, an denen Lichtbeugung auftritt, sowie ein Verfahren zum Bestimmen von Parametern der auf oder in einem Substrat vorhandenen Materialien, wobei in oder auf dem Substrat zu Lichtbeugung führende geometrische Strukturen vorhanden sind.
Strukturen aufweisende Substrate sind beispielsweise optische Speichermedien (CD, CD-R, DVD, CD-RW, DVD-RW, DVD-R, MO/MD, usw.), die Gräben, sogenannte Grooves, zum Schreiben, Lesen und/oder Löschen von Daten aufweisen, deren Geometrien wie Tiefe, Breite und Abstand für die verschiedenen Medienarten und herstellerspezifisch unterschiedlich sind. Auf den strukturierten Substraten, vorzugsweise Rohlingen aus Polycarbonat, werden zur Herstellung der optischen Speichermedien verschiedene Schichten mit unterschiedlichen Brechungs- und/oder Absorptionsindices und unterschiedlichen Schichtdicken aufgebracht, so daß sich die gewünschten optischen, thermischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften des Speicherme- diums ergeben. Verfahren zum Messen von Dicken durchgehender Schichten sind bekannt und beispielsweise in der auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden DE 197 39 794 A und der dort genannten Druckschriften beschrieben. Mit den bekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich, die über die Substratfläche hinweg vorhandenen unterschiedlichen Dicken, also eine laterale Schichtdickenänderung senkrecht zur Richtung des Schichtaufbaus zu bestimmen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das nicht nur die Bestimmung von Dicken durchgehender Schichten, sondern auch geometrischer Strukturen auf oder in einem Substrat ermöglicht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin, ein Verfahren zum Bestimmen von Parametern der auf oder in einem Substrat vorhandenen Materialien zu schaffen. Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Bestimmen von geometrischen Parametern auf oder in einem Substrat, an denen Lichtbeugung auftritt, durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
Messen von Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts- Werten des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge,
Berechnen der Reflexions- und/oder Transmissions-Licht- intensitäts-Werte unter Verwendung eines Iterationsmodells, in das die einzelnen Schicht-Struktur- und/oder Materialparameter eingehen, und
Ändern der Parameter bis zur Herbeiführung einer größtmöglichen Übereinstimmung zwischen den gemessenen und berech- neten Werten.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, nicht nur die in einem Substrat vorhandenen Oberflächenstrukturen, wie Rillen oder Grooves zu messen, sondern auch die geometrischen Strukturen von Schichten und La- gen verschiedener Materialien zu bestimmen, die auf dem Substrat aufgebracht werden. Beispielsweise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, auch senkrecht zur Richtung des Schichtaufbaus vorhandene Segmentierungen, also laterale Strukturen zu bestimmen, wie sie beispielsweise bei informationstragenden Substanzen von einmal beschreibbaren CD (CD-R) vorhanden sind. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, durch amplituden- und/oder phasenrichtige Überlagerung aller Partialwellen die optischen Spektren zu simulieren und durch Variation der geometrischen Parameter diese so zu bestimmen, daß die gemessenen und modellierten Spektren optimal' übereinstimmen, ist es möglich, auch über dem Substrat mit unterschiedlicher Schichtdicke vorhandene oder aufgebrachte Schichten ortsaufgelöst zu ermitteln. Da die Spektren sehr empfindlich auf Änderungen der Dicken dünner Schichten, beispielsweise im Nanometer-Bereich, reagieren, ist die Genauigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens dementsprechend hoch. Das erfin- dungsgemäße Verfahren arbeitet darüber hinaus zerstörungsfrei und ohne die Notwendigkeit von Probenpräparationen, wie dies bei herkömmlichen Verfahren der Fall ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt die Refiexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts-Werte des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge gemessen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, das gebeugte Licht nullter Beugungsordnung zu messen, obgleich auch das gebeugte Licht höherer Beugungsordnung für diese Messung ausgewertet werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Bestimmung der geometrischen Abmessungen der Strukturen in und/oder auf dem Substrat besonders vorteilhaft. Die geometrischen Strukturen werden dabei vorzugsweise durch die Dik- ken von den auf dem Substrat aufgebrachten Schichten bestimmt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die örtlichen Strukturen auf der Substratoberfläche bestimmt. Dadurch ist es möglich, laterale Segmentierungen bzw. Reliefunterschiede über die Sub- stratfläche hinweg ortsaufgelöst zu ermitteln.
Für den Fall, daß sich die Strukturen auf dem Substrat über die Substratfläche hinweg kontinuierlich ändern, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn zumindest diese Bereiche kontinu- ierlich sich ändernder Strukturen durch Polygonbildung segmentiert und die Strukturen der einzelnen Polygonsegmente bestimmt werden. Auf diese Weise ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch möglich, beispielsweise Schrägen oder runde Oberflächenbereiche zu bestimmen, indem die Strukturen in eine Rasterung in Segmente oder Zellen eingeteilt wird, wobei die Ge- nauigkeit der Strukturbestimmung durch die Feinheit der Rasterung wählbar ist. Die Struktur einer derartigen Multikomponenten-Aufteilung wird also durch geeignete Rasterung mit Zellen beliebiger Materialien, Dicke, Tiefe und/oder Breite erfaßt. Vorzugsweise sind die sich gegebenenfalls auch über die Substratfläche hinweg zumindest teilweise kontinuierlich ändernden Strukturen durch Schichten gebildet, die auf das Substrat aufgebracht werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Strukturbildung in einem Fertigungsprozeß eingesetzt wird. Dies bedeutet, daß die ermittelten Daten zur jeweiligen Bestimmung oder Festlegung der Stellgrößen in einen geschlossenen Regelkreis einer Produktionsanlage eingegeben werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also vorzugsweise "inline" in ei- nem Fertigungsprozeß verwendet.
Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung der Strukturen von Substraten und auf diesen aufgebrachten Substratschichten und damit zur Ermittlung der Qualität von Mehrkomponen- ten-Strukturen oder -Medien - also zur "offiine"-Kontrolle - zu verwenden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensi- täts-Werte des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge zur Bil- düng gewünschter optischer Zieldaten simuliert. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also anstelle der Messung der Lichtintensitätswerte auch die Simulation gewünschter optischer Zieldaten und damit die Festlegung, also ein Struktur-Design der auf einem Substrat aufzubringenden Struktur, beispielsweise eines Mehrkomponenten-Systems im Falle von optischen Spei- chermedien.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Substrate Rohlinge für Datenspeichermedien, wobei die Strukturen als Rillen im Rohling ausgebildet sind, und die auf dem Rohling aufgebrachten Strukturen aus Schichten informationstragender Substanzen, sogenannter Dye's, gebildet werden. Die über die Substratfläche hinweg unterschiedlichen Schichtdicken, die sogenannten Segmentierungen, ergeben sich z. B. bei einmal beschreibbaren CD (CD-R) dadurch, daß die Dye-Schichtdicke in den Grooves höher als die Dicke zwischen den Grooves - in den sogenannten Land-Bereichen - ist, da im Falle dieser Speichermedien die Groove-Tiefe etwa im Gegensatz zu den Groove-Tiefen bei den CD-RW sehr groß ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist selbstverständlich nicht auf die Anwendung in Zusammenhang mit optischen Speichermedien und deren Herstellung beschränkt. Beispielsweise ist es auch sehr vorteilhaft möglich, das Verfahren in Zusammenhang mit der Bestimmung von Oberflächenfaktoren anderer Objekte, wie z. B. Anzeigeeinrichtungen, Displays u. a. zu verwenden.
Darüber hinaus ist das vorliegende Verfahren auch nicht nur zur Bestimmung von Oberflächenstrukturen, sondern auch von Parametern von Materialien geeignet, die auf oder in einem Substrat vorhanden sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Bestimmen von Parametern der auf oder in einem Substrat vorhandenen Materialien gelöst, wobei im oder auf dem Substrat zu Lichtbeugung führende geometrische Strukturen vorhanden sind, und zwar durch folgende Verfahrensschritte:
Messen von Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts- Werten des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge,
Berechnen der Reflexions- und/oder Transmissions-Licht- intensitäts-Werte unter Verwendung eines Iterationsmodelles, in das einzelne Schicht-, Struktur- und/oder Materialparameter ein- gehen, und
Ändern der Parameter bis zur Herbeiführung einer größtmöglichen Übereinstimmung zwischen dem gemessenen und berechneten Werten.
Ein derartiges Meßverfahren ist wiederum zerstörungsfrei anwendbar und sowohl in "offline"- als auch in "inline"-Anwendung in Zusammenhang mit optischen Speichermedien aber auch mit anderen Objekten, wie beispielsweise Displays und deren Fertigung einsetzbar. Die Erfindung sowie deren Ausgestaltung und Vorteile wird bzw. werden nachfolgend am Beispiel der Messung bzw. Beschichtung einer CD-R unter
Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Bereich eines mit Schichten versehenen Substrats für eine CD-R,
Fig. 2 ein Diagramm, in dem über die Wellenlänge die Reflexions- Lichtintensitäts-Werte aufgetragen sind,
Fig. 3 ein Beispiel für die Ermittlung ortsaufgelöster Abmessungen der Struk- tur im Groove-Bereich und
Fig. 4 ein Beispiel für die Ermittlung ortsaufgelöster Abmessungen der Struktur im Land-Bereich.
In Fig. 1 sind auf der x-Achse die in der x-y-Ebene sich erstreckenden Lateral- Abmessungen eines Bereichsquerschnitts durch eine CD-R und auf der Z- Achse in vertikaler Richtung die Schichtdicken aufgetragen.
Der im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus Polycarbonat gefertigte Rohling 1 weist im ersten lateralen Segmentbereich A einen sogenannten Land- Bereich auf, der im lateralen Segmentbereich B kontinuierlich in einen sogenannten Groove-Bereich C abfällt, der dann in x-Richtung in einem weiteren Übergangsbereich D in den Land-Bereich E übergeht, der dem Land-Bereich A entspricht. Der Rohling 1 ist also mit einer Nut oder Rille C ausgebildet, deren Übergangsbereiche B, D in die Land-Bereiche A, E übergehen.
Auf diesem Rohling 1 ist eine Schicht, eine sogenannte Dye-Schicht 2 aufgebracht. Sie ist in den Land-Bereichen A, E dünner als im Groove-Bereich C, wobei die Schichtdicke vom Groove-Bereich C zum Land-Bereich A, E in den Übergangsbereichen B,D ansteigt. Dadurch ergibt sich für die Dye-Schicht 2 eine in Lateralrichtung x unterschiedliche Struktur mit zwar größerer Dicke jedoch geringerer Gesamthöhe im Groove-Bereich C und höheren Gesamtabmessungen im Land-Bereich A, E. Kontinuierlich sich ändernde Strukturen, beispielsweise die Übergangsbereiche B, D werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise dadurch erfaßt, daß diese Bereiche in Segmente aufgeteilt und polygonisiert werden. Die einzelnen Segmente und deren Dicken werden dann in entspre- chender Weise dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen. Die Genauigkeit der Strukturbestimmung derartiger Übergangsbereiche B, D läßt sich durch die Wahl der Segmentierungs- bzw. Polygonisierungs-Feinheit vorgeben.
In Fig. 2 ist über der Wellenlänge eine Kurve 21 für das berechnete Reflexionsvermögen und eine Kurve 22 für das gemessene Reflexionsvermögen dargestellt. Das Reflexionsvermögen gemäß der Kurve 21 wird aus zunächst vorgegebenen optischen Modellen berechnet. Danach werden mit jedem Rechenschritt Abmessungen der Segmentbereiche und der Schichtdicken und/oder die spektralen Materialparameter, wie beispielsweise der Brechungsindex n und/oder der Absorptionsindex k solange variiert, bis sich eine Kurve 21 ergibt, die eine möglichst kleine Abweichung von der Kurve 22 aufweist. Daraus ergeben sich dann die Parameter der untersuchten Strukturen, wie die Tiefe, die Breite und/oder der Abstand der Substrat- und Schicht- Strukturen. Um insofern Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die auf die selbe Anmelderin zurückgehende, nicht vorveröffentlichte DE 198 52 323 A1 verwiesen, die zur Vermeidung von Wiederholungen insofern zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Die Bestimmung der Substrat- und Schichtstruktur wird dabei über die Fläche des Substrats hinweg punkt- bzw. abschnittsweise in lateraler Richtung durchgeführt, so daß sich auch eine Messung der Strukturen in lateraler Richtung, beispielsweise in x- und y-Richtung ortsaufgelöst ergibt, wie' dies aus den Figuren 3 und 4 für Segmente mit unterschiedlichen Strukturabmes- sungen im Groove-Bereich und im Land-Bereich über die Substratfläche hinweg ersichtlich ist. In den Figuren 3 und 4 sind jeweils die Dye-Dicken für die Färb- bzw. Grauabstufungen in Nanometer (nm) angegeben. Die Erfindung wurde zuvor in Zusammenhang mit einem sehr einfachen Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem lediglich eine Schicht auf das Substrat aufgebracht ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch bei Objekten und deren Fertigung anwendbar, bei denen eine Vielzahl von Schichten, Schichtdicken und lateralen Segmentierungen vorgesehen sind, wobei geometrische Parameter auch den Wert Null haben können. Die geometrischen Parameter, beispielsweise die Strukturen, können dabei nicht nur periodisch auftreten, wie dies im Fall der Rillen von optischen Speichermedien der Fall ist, sondern auch nichtperiodisch sein und sich nicht nur in x-Richtung son- dern insbesondere auch in y-Richtung ändern, wie dies beispielsweise bei Objekten mit in x- und y-Richtung unregelmäßigen Strukturen, etwa bei Displays der Fall ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen geometrischer Strukturen auf oder in einem Substrat, an denen Lichtbeugung auftritt, durch - Messen von Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts-
Werten des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge,
Berechnen der Reflexions- und/oder Transmissions-Licht- intensitäts-Werte unter Verwendung eines Iterationsmodells, in das die einzelnen Schicht-Struktur- und/oder Materialparameter¬ eingehen, und
Ändern der Parameter bis zur Herbeiführung einer größtmöglichen Übereinstimmung zwischen den gemessenen und berechneten Werten.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts-Werte nullter oder höherer Beugungsordnung des gebeugten Lichts sind.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicken von auf dem Substrat aufgebrachten Schichten bestimmt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Strukturen auf der Substratoberfläche örtlich aufgelöst bestimmt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Substrat kontinuierlich ändernde Strukturen durch Polygonbildung segmentiert und die Strukturen der einzelnen Polygonsegmente bestimmt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Strukturen durch auf das Substrat aufgebrachte Schichten gebildet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Regelung der Strukturbildung in einem Fertigungsverfahren.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Reflexions- und/oder Transmissions-
Lichtintensitäts-Werte zur Bildung gewünschter optischer Zieldaten simuliert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet zur Festlegung einer Struktur in oder auf einem Substrat.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate Rohlinge für Datenspeichermedien sind.
11. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen als Rillen im Rohling ausgebildet sind.
12. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strukturen auf dem Rohling durch Aufbringen von Informationsspeicher- Schichten gebildet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Display ist.
14. Verfahren zum Bestimmen von Parametern der auf oder in einem Substrat vorhandenen Materialien, wobei im oder auf dem Substrat zur Lichtbeugung führende geometrische Strukturen vorhanden sind, durch Messen von Reflexions- und/oder Transmissions-Lichtintensitäts- Werten des gebeugten Lichts in Abhängigkeit von der Wellenlänge, Berechnen der Reflexions- und/oder Transmissions-Licht- intensitäts-Werte unter Verwendung eines Iterationsmodelles, in das einzelne Schicht-, Struktur- und/oder Materialparameter eingehen, und
Ändern der Parameter bis zur Herbeiführung einer größtmöglichen Übereinstimmung zwischen dem gemessenen und berech- neten Werten.
PCT/EP2000/009533 1999-10-20 2000-09-29 Verfahren zum bestimmen von geometrischen strukturen auf oder in einem substrat sowie von materialparametern WO2001029502A1 (de)

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DE19950559A DE19950559B4 (de) 1999-10-20 1999-10-20 Verfahren zum Bestimmen von geometrischen Strukturen auf oder in einem Substrat sowie von Materialparametern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10345551A1 (de) * 2003-09-30 2005-05-04 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Charakterisieren einer Schicht
DE10346850B4 (de) * 2003-10-09 2005-12-15 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Ermitteln einer Eigenschaft einer strukturierten Schicht
DE102019213904A1 (de) * 2019-09-12 2021-03-18 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Erfassung einer Objektstruktur sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4854707A (en) * 1984-12-20 1989-08-08 Georg Fischer Aktiengesellschaft Method and apparatus for the optical electronic measurement of a workpiece
JPH08153214A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Nissan Motor Co Ltd ３次元直交格子データの生成方法
US5539213A (en) * 1995-01-27 1996-07-23 International Business Machines Corporation Process and apparatus for laser analysis of surface having a repetitive texture pattern
JPH08329534A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Hitachi Maxell Ltd 光ディスク用原盤の製造方法
DE19739794A1 (de) * 1997-09-10 1999-04-01 Steag Hamatech Gmbh Machines Verfahren zur Regelung eines Beschichtungsvorgangs
WO1999045340A1 (en) * 1998-03-06 1999-09-10 Kla-Tencor Corporation Measuring a diffracting structure, broadband, polarized, ellipsometric, and an underlying structure
US5963329A (en) * 1997-10-31 1999-10-05 International Business Machines Corporation Method and apparatus for measuring the profile of small repeating lines
WO1999056174A1 (en) * 1998-04-30 1999-11-04 Nikon Corporation Alignment simulation

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4555767A (en) * 1982-05-27 1985-11-26 International Business Machines Corporation Method and apparatus for measuring thickness of epitaxial layer by infrared reflectance
DE4228870C2 (de) * 1992-08-29 1997-01-09 Inst Halbleiterphysik Gmbh Verfahren zum Bestimmen geometrischer Abmessungen an dünnen, optisch transparenten Schichten
US5412473A (en) * 1993-07-16 1995-05-02 Therma-Wave, Inc. Multiple angle spectroscopic analyzer utilizing interferometric and ellipsometric devices
US5604581A (en) * 1994-10-07 1997-02-18 On-Line Technologies, Inc. Film thickness and free carrier concentration analysis method and apparatus
US5739909A (en) * 1995-10-10 1998-04-14 Lucent Technologies Inc. Measurement and control of linewidths in periodic structures using spectroscopic ellipsometry
US5867276A (en) * 1997-03-07 1999-02-02 Bio-Rad Laboratories, Inc. Method for broad wavelength scatterometry
DE19852323C2 (de) * 1998-11-12 2001-08-16 Steag Hamatech Ag Verfahren zum Bestimmen der Dicke von auf einem Substrat vorgesehenen Schichten

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4854707A (en) * 1984-12-20 1989-08-08 Georg Fischer Aktiengesellschaft Method and apparatus for the optical electronic measurement of a workpiece
JPH08153214A (ja) * 1994-11-25 1996-06-11 Nissan Motor Co Ltd ３次元直交格子データの生成方法
US5539213A (en) * 1995-01-27 1996-07-23 International Business Machines Corporation Process and apparatus for laser analysis of surface having a repetitive texture pattern
JPH08329534A (ja) * 1995-06-01 1996-12-13 Hitachi Maxell Ltd 光ディスク用原盤の製造方法
DE19739794A1 (de) * 1997-09-10 1999-04-01 Steag Hamatech Gmbh Machines Verfahren zur Regelung eines Beschichtungsvorgangs
US5963329A (en) * 1997-10-31 1999-10-05 International Business Machines Corporation Method and apparatus for measuring the profile of small repeating lines
WO1999045340A1 (en) * 1998-03-06 1999-09-10 Kla-Tencor Corporation Measuring a diffracting structure, broadband, polarized, ellipsometric, and an underlying structure
WO1999056174A1 (en) * 1998-04-30 1999-11-04 Nikon Corporation Alignment simulation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 10 31 October 1996 (1996-10-31) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1997, no. 04 30 April 1997 (1997-04-30) *

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DE19950559A1 (de) 2001-05-17

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