Messung dünner Schichten
Einleitung
Der Einsatz der scannenden Weißlichtinterferometrie (SWLI) bei der Messung von dünnen Schichten wir immer verbreiteter zumal das Verständnis der Messaufgabe immer mehr zunimmt. Techniken zur Messung von dickern Schichten im Bereich 1.5 Mikrometer oder dicker sind bereits seit einigen Jahren bekannt und im Einsatz. Die Messung an dünnen Schichten befindet sich jedoch noch in einem sehr frühen Stadium.
Die Anwendung der HCF-Funktion (helical conjugate field ) auf die Ergebnisse der interferometrischen Auswertung liefert eine scharfe Trennung der Oberflächenrauheit sowohl an der Grenze Luft/Beschichtung als auch an den Zwischenschichten. Das heisst, dass es nun erstmalig möglich ist, neben der Oberflächenrauheit einer dünnen Schicht im Bereich 20 bis 30 nm auch die Rauheit der Zwischenschicht interferometrisch zu messen.
Messung dünner Schichten
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.
Rauheitsmessung
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.
