27.02.2018

FTR – Dünnschichtsensor für hochaufgelöste Dickenmessung

Dünne Schichten spielen in technischen wie auch dekorativen Anwendungen eine zunehmend größere Rolle. Je nach Einsatzgebiet kann dabei die Funktionalität der Schicht durch ihre Dicke signifikant beeinflusst werden. Entsprechend ist die genaue Bestimmung der Schichtdicken sowohl in der Entwicklung als auch in der Prozess- und Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung.

FRT bietet für jede Schicht das passende Oberflächenmessgerät: Ob Labor, Entwicklung, Qualitätssicherung oder Produktion – mit den Multi-Sensor Messgeräten aus der MicroProf® Serie können Sie unkompliziert und berührungslos Ihre Beschichtungen messen. Die Bestimmung der Schichtdicke kann mit Topographiemessungen kombiniert und auch vollautomatisiert werden.

Für die Bestimmung von Schichtdicken im Sub-Mikrometer Bereich, von wenigen zehn Nanometern bis zu einigen zehn Mikrometer, sowie für die Analyse komplexer Mehrschichtstrukturen mit hoher Auflösung wurde der FTR Sensor bei uns im Hause entwickelt.

Der FTR ist ein optisches Dünnschichtreflektometer für die Dickenmessung transparenter, dünner Schichten und Schichtsysteme. Das reflektometrische Verfahren zeichnet sich durch die berührungslose, zerstörungsfreie Messung mit sehr hoher Auflösung aus. Je nach Anforderung wird der Dünnschichtsensor in Varianten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen eingesetzt, so dass für unterschiedliche Materialien und Schichtdicken entsprechend optimale Messbedingungen geboten werden. Für kleine Strukturen kann die laterale Auflösung auf bis zu 5 µm erhöht werden.

Der Sensor wird für Messaufgaben in der Halbleiter-, MEMS- und Solartechnik, in der optischen und metallverarbeitenden Industrie sowie der Medizintechnik eingesetzt. Anwendungsbeispiele sind z.B. Dickenmessungen von Oxiden, Nitriden, Fotolacken und anderen optisch transparenten Schichten.

Die Messung dünner Schichten mit dem FTR beruht auf der Überlagerung von Teilwellen, die an den Grenzflächen einer Schicht reflektiert werden. Die Auswertung der Reflexions­spektren des interferometrisch arbeitenden Sensors erfolgt mittels einer mit unseren Schichtdickenexperten entwickelten leistungsfähigen Software: Je nach Schichtdicke und Schichtsystem kommen hier sowohl eine Auswertung mittels FFT (Fast Fourier Transformation) als auch mittels eines modellbasierten Fits auf Basis der Materialdaten oder einer Kombination aus beiden Methoden zum Einsatz. So können sowohl sehr dünne Schichten im Nanometerbereich mit hoher Auflösung analysiert als auch schnelle Messergebnisse erzielt werden. Eine umfangreiche, vom Anwender leicht zu ergänzende Datenbank mit Brechungsindizes und Absorptionskoeffizienten einer Vielzahl von Materialien wie Gläser, Halbleiter, Oxide, Kunststoffe usw. ist im Lieferumfang enthalten. In Verbindung mit unseren Messsystemen können mit dem FTR neben Punktmessungen auch Schichtdickenprofile und mappings mit hoher lateraler Auflösung erzeugt werden. Der Sensor eignet sich auch hervorragend für die Integration in der Inline-Kontrolle.

Darüber hinaus ist mit diesem Sensor die Analyse von Mehrschichtsystemen mit bis zu zehn Schichten möglich. Dabei können auch beidseitig beschichtete, transparente Substrate modelliert werden. Ebenso können Bauteile charakterisiert werden, bei denen sich das Schichtsystem zwischen dickeren Materialien befindet wie beispielsweise bei OLEDs, die auf der einen Seite mit Glas verkapselt sind und auf der anderen Seite eine Metallelektrode besitzen.

Wir haben sicher auch eine Lösung für Ihre spezifische Aufgabe. Zögern Sie nicht uns bei Fragen zu kontaktieren. Unsere Experten werden sich gerne um Ihr Anliegen kümmern und individuelle Lösungen für Sie ausarbeiten.