Weißlicht-Interferometrie zur Messung dünner Schichten

Aufgrund gestiegener messtechnischer Anforderungen in der Nanotechnologie wächst der Bedarf nach neuartigen Analysetechniken. Neue mathematische Ansätze ermöglichen es, die bisherigen messtechnischen Grenzen zu unterschreiten. Mit dem Talysurf CCI Lite ist die Analyse bis 20 nm sogar eines Mehrschichtensystems möglich.

Solange sich die Einhüllenden der Interferogramme einer (semi-)transparenten, beschichteten Probe trennen lassen, ist es möglich die entsprechende Schichtdicke zu bestimmen. In Abhängigkeit des Brechungsindex der Beschichtung lässt sich so eine Schichtdicke bis 1,5 µm bestimmen. Darunter sind die Einhüllenden nicht mehr zu trennen. Neue mathematische Ansätze jedoch ermöglichen es, die bisherigen messtechnischen Grenzen zu unterschreiten. Mit Hilfe der sogenannten "Helical Conjugate Field"-Funktion lassen sich aus den Rohdaten Informationen dünner Schichten extrahieren. In Kombination mit Kenntnissen über die optischen Materialeigenschaften ist die Analyse bis 20 nm sogar eines Mehrschichtensystems möglich.

Eine der größten Herausforderungen in der Interferometrie ist die Messung der Rauheit einer beschichteten Oberfläche. Oft setzt sich die gemessene Rauheit aus Anteilen der Oberfläche und der Zwischenschichten zusammen. Die Anwendung der HCF-Funktion auf die Ergebnisse der interferometrischen Auswertung liefert eine scharfe Trennung der Oberflächenrauheit sowie zwischen der dünnen Schicht und dem Substrat.

Das System wird im Rahmen der Sonderschau "Berührungslose Messtechnik" anlässlich der Control 2009 in Stuttgart, 5. bis 8. Mai, in Halle 1, Stand 1612, vorgestellt.

Quelle: idw / Fraunhofer Vision