Open Access

Johannes Lachmann

• In dieser Arbeit wird gezeigt, dass sich die Messmittelfähigkeit eines Raster-Elektronen-Mikroskops, wie es für die Vermessung von Strukturen auf fotolithografischen Masken verwendet wird, durch eine statistische Versuchsplanung verbessern lässt. Die Messmittelfähigkeit wird dabei in der dreifachen Standardabweichung einer Messreihe ausgedrück. Hierzu wurden vorab Untersuchungen zum Aufnehmen einer Messreihe durchgeführt, die eine objektivere Messreihenaufnahme bescheinigen, wenn die Maske zwischen jeder Messung aus- und wieder eingeschleust wird. In die statistische Versuchsplanung wurden acht Faktoren, sowohl der Bildaufnahme als auch der -verarbeitung, aufgenommen. Ein vollfaktorieller Versuchsplan zeigte eine Krümmung an, die durch eine Respons-Surface-Methode weiter beschrieben wurde. Es ergab sich eine Verbesserung der Messmittelfähigkeit von 0,6nm bei Standardeinstellungen auf unter 0,2nm.
• In this thesis is shown, that the gauge repeatability of a scanning-electron-microscope, like it's used to measure critical dimensions on photolithographic masks, can be improved by design of experiments. Thereby, the gauge repeatability is expressed by the triple standard deviation of a series of measurements. Preexperiments were done to figure out the best way of gaining a series of measurements, that pointed out to unload and load the mask between each measurement. The designed experiment contains eight factors of scanning as well as image processing. A full-factorial experiment showed a curvature, which has been better descriped by a response-surface-methodology. The result is an improvement from 0.6nm at standard -settings to under 0.2nm with the new settings, founded by the designed experiment.