Spektroskopisches Reflektometer für optische Schichtdickenmessung
Mit dem spektroskopischen Reflektometer führen wir im Steinbeis-Transferzentrum optische Schichtdickenmessung von dünnen Schichten durch und bieten dies als Dienstleistung an. Dieses wird eingesetzt zur Messung der Schichtdicke von transparenter und semi-transparenten Beschichtungen, was in der Regel die meisten dünnen Schichten sind. Mit dem spektroskopischen Reflektometer werden die Schichtdicken von Einzelschichten und von Multilayer-Schichtsystemen optisch gemessen.
Als Labor an der Hochschule in Karlsruhe und führt die optischen Schichtdickenmessungen auf wissenschaftlicher Grundlage aus, mit der Handlungskompetenz eines Industrieunternehmens.
Beschichtungen für optische Schichtdickenmessung
- Halbleiter (Fotolacke, Dünnschichtsysteme, Oxide, Nitride)
- Beschichtungen (Antireflexschichten, Antikratzschichten, Filterschichten, Optische Filter, Schutzschichten)
- Displays (Cell Gap, Polimide, ITO Schichten)
Spezifikation
- Schichtdicke: 50 nm bis 100 µm
- Multilayer-Schichtsysteme: max. 10 Schichten
- Auflösung: 1 nm
- Messfleck: 8 – 20 µm
- Bauteilhöhe: max. 40 mm
Reflektometrische
Interferenzspektroskopie
Bei der Reflektometrische Interferenzspektroskopie nutzt man den Effekt, dass beim Auftreffen von Licht auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien mit unterschiedlichem Brechungsindex ein Teil der Strahlung reflektiert und ein anderer transmittiert wird. Als Lichtquelle wird bei einem Reflektometer weißes Licht senkrecht auf eine Oberfläche gestrahlt. Die unterschiedliche Länge der zurückgelegten Wege der Teilstrahlen führt zum Gangunterschied und damit zur relativen Phasenverschiebung. Für jede eingestrahlte Wellenlänge kommt es zu Überlagerungen der an den beiden Phasengrenzen einer Schicht reflektierten Teilwellen in Abhängigkeit vom Einfallswinkel, dem Brechungsindex n und von der Schichtdicke d. Damit erhält man beim einem Reflektometer ein charakteristisches Interferenzspektrum. Die Lage der Extrema im Spektrum ist abhängig von der optischen Schichtdicke n⋅d und hieraus kann die Schichtdicke von dünnen transparenten Schichten bestimmt werden.
Die Voraussetzung, um die Schichtdicke von Multilagen-Schichtsystemen mit einem Reflektometer optisch zu messen, ist, dass der grundsätzliche Schichtaufbau bekannt ist. Des Weiteren muss die ungefähre Schichtdicke der jeweiligen Einzelschichten bekannt sein.
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