Abstract

We apply the NA-increasing lens technique to confocal and wide-field backside microscopy of integrated circuits. We demonstrate 325nm (λ04) lateral spatial resolution while imaging metal structures located inside the interconnect layer of an integrated circuit. Vectorial field calculations are presented justifying our findings.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. M. Mansfield and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 57, 2615 (1990).
    [CrossRef]
  2. S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Appl. Phys. Lett. 78, 4071 (2001).
    [CrossRef]
  3. S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, J. Appl. Phys. 97, 053105 (2005).
    [CrossRef]
  4. S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
    [CrossRef]
  5. F. H. Koklu, J. I. Quesnel, A. N. Vamivakas, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Express 16, 9501 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. F. H. Koklu, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Lett. 34, 1261 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
    [CrossRef]
  8. K. Karrai, L. Xaver, and L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 77, 3459 (2000).
    [CrossRef]
  9. L. Novotny, R. D. Grober, and K. Karrai, Opt. Lett. 26, 789 (2001).
    [CrossRef]
  10. S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
    [CrossRef]
  11. ITRS, International Technology Roadmap for Semiconductors (2007).
  12. K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
    [CrossRef]
  13. The optimum NA of the objective should be selected as NA=1.5/n2=0.12 for this case .
  14. B. Richards and E. Wolf, Proc. R. Soc. London Ser. A 253, 358 (1959).
    [CrossRef]

2009 (1)

2008 (3)

F. H. Koklu, J. I. Quesnel, A. N. Vamivakas, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Express 16, 9501 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, J. Appl. Phys. 97, 053105 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

2001 (2)

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Appl. Phys. Lett. 78, 4071 (2001).
[CrossRef]

L. Novotny, R. D. Grober, and K. Karrai, Opt. Lett. 26, 789 (2001).
[CrossRef]

2000 (1)

K. Karrai, L. Xaver, and L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 77, 3459 (2000).
[CrossRef]

1990 (1)

S. M. Mansfield and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 57, 2615 (1990).
[CrossRef]

1959 (1)

B. Richards and E. Wolf, Proc. R. Soc. London Ser. A 253, 358 (1959).
[CrossRef]

Eraslan, M. G.

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

Goldberg, B. B.

F. H. Koklu, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Lett. 34, 1261 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

F. H. Koklu, J. I. Quesnel, A. N. Vamivakas, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Express 16, 9501 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, J. Appl. Phys. 97, 053105 (2005).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Appl. Phys. Lett. 78, 4071 (2001).
[CrossRef]

Grober, R. D.

Ippolito, S. B.

F. H. Koklu, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Lett. 34, 1261 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

F. H. Koklu, J. I. Quesnel, A. N. Vamivakas, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Express 16, 9501 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, J. Appl. Phys. 97, 053105 (2005).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Appl. Phys. Lett. 78, 4071 (2001).
[CrossRef]

Karrai, K.

L. Novotny, R. D. Grober, and K. Karrai, Opt. Lett. 26, 789 (2001).
[CrossRef]

K. Karrai, L. Xaver, and L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 77, 3459 (2000).
[CrossRef]

Kino, G. S.

S. M. Mansfield and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 57, 2615 (1990).
[CrossRef]

Koklu, F. H.

Leblebici, Y.

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

Mansfield, S. M.

S. M. Mansfield and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 57, 2615 (1990).
[CrossRef]

Miles, D. L.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Novotny, L.

L. Novotny, R. D. Grober, and K. Karrai, Opt. Lett. 26, 789 (2001).
[CrossRef]

K. Karrai, L. Xaver, and L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 77, 3459 (2000).
[CrossRef]

Quesnel, J. I.

Ramsay, E.

K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
[CrossRef]

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Reid, D. T.

K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
[CrossRef]

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Richards, B.

B. Richards and E. Wolf, Proc. R. Soc. London Ser. A 253, 358 (1959).
[CrossRef]

Serrels, K. A.

K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
[CrossRef]

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Song, P.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Sylvestri, J. D.

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

Taghizadeh, M. R.

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Thomson, M. J.

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Thorne, S. A.

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

Ünlü, M. S.

F. H. Koklu, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Lett. 34, 1261 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

F. H. Koklu, J. I. Quesnel, A. N. Vamivakas, S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Opt. Express 16, 9501 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, J. Appl. Phys. 97, 053105 (2005).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Appl. Phys. Lett. 78, 4071 (2001).
[CrossRef]

Vamivakas, A. N.

Waddie, A. J.

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Warburton, R. J.

K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
[CrossRef]

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

Wolf, E.

B. Richards and E. Wolf, Proc. R. Soc. London Ser. A 253, 358 (1959).
[CrossRef]

Xaver, L.

K. Karrai, L. Xaver, and L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 77, 3459 (2000).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (6)

S. M. Mansfield and G. S. Kino, Appl. Phys. Lett. 57, 2615 (1990).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, Appl. Phys. Lett. 78, 4071 (2001).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, S. A. Thorne, M. G. Eraslan, B. B. Goldberg, M. S. Ünlü, and Y. Leblebici, Appl. Phys. Lett. 84, 4529 (2004).
[CrossRef]

S. B. Ippolito, P. Song, D. L. Miles, and J. D. Sylvestri, Appl. Phys. Lett. 92, 101109 (2008).
[CrossRef]

E. Ramsay, K. A. Serrels, M. J. Thomson, A. J. Waddie, M. R. Taghizadeh, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 90, 131101 (2007).
[CrossRef]

K. Karrai, L. Xaver, and L. Novotny, Appl. Phys. Lett. 77, 3459 (2000).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

S. B. Ippolito, B. B. Goldberg, and M. S. Ünlü, J. Appl. Phys. 97, 053105 (2005).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

K. A. Serrels, E. Ramsay, R. J. Warburton, and D. T. Reid, Nat. Photonics 2, 311 (2008).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (2)

Proc. R. Soc. London Ser. A (1)

B. Richards and E. Wolf, Proc. R. Soc. London Ser. A 253, 358 (1959).
[CrossRef]

Other (2)

The optimum NA of the objective should be selected as NA=1.5/n2=0.12 for this case .

ITRS, International Technology Roadmap for Semiconductors (2007).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup. A sliding mirror provides switching between confocal and widefield microscopes. A half-wave plate is used to rotate the polarization of the illumination in confocal imaging. SMF, single-mode fiber.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Confocal image of m1 lines under horizontal polarization on the left and m4 lines on the right. (b) Same as (a) with vertical polarization. (c) Wide-field image of m1 lines on the left and m4 lines on the right.

Fig. 3
Fig. 3

Edge response data and corresponding LSFs for confocal imaging of m1 and m4 layers. Gray curves correspond to the line cut direction parallel to the polarization direction, whereas black curves correspond to the perpendicular direction.

Fig. 4
Fig. 4

Focal field distributions calculated with angular spectrum representation for the light that is focused at (a) 0.65 μ m and (b) 3.65 μ m beyond the interface for the depth of m1 and m4 layers, respectively. Incoming light is polarized in the x direction as indicated.

Metrics