Weißlichtinterferometrie für extrem glatte Oberflächen

Weißlichtinterferometrie für extrem glatte Oberflächen

Die neue Weißlichtinterferometrie-Serie von Mahr ermöglicht dank des neuartigen ‚Intelligent Correlation Algorithm‘ (ICA) ein höchststabiles Signal bei einem extrem niedrigen Rauschmaß, was hochpräzise Topografiedaten bei einer sehr hohen vertikalen Auflösung erlaubt.

Bild 1 | Die Aufnahme zeigt ein 20nm-Stufennormal, aufgenommen mit der neuen Weißlichtinterferometrie Serie MarSurf WI. Stufenhöhen-Messungen
im Nanometerbereich gehören zu den wesentlichen Messaufgaben der Geräte. (Bild: Mahr GmbH)

Weißlichtinterferometrie ermöglicht 3D-Profilmessungen von Strukturen, deren Größe zwischen wenigen Nanometern und einigen Mikrometern liegt. Auf diese Weise lassen sich hochpräzise Topografiedaten und Oberflächenstrukturen ermitteln. Die Interferometrie nutzt die Überlagerung oder Interferenz von Wellen, um eine Größe zu bestimmen. Dabei läuft Licht über zwei Pfade: Der eine führt zur Referenz, während der zweite auf die zu messende Oberfläche geleitet wird. Befindet sich das Messobjekt im Fokus, dann addieren sich die Wellen und ergeben ein Intensitätsmaximum. Außerhalb des Fokus heben sich die Wellen gegenseitig auf und führen zu einem Intensitätsminimum. Aus den Intensitätsinformationen lassen sich Höhenwerte berechnen.

Kompletter Datensatz statt gemittelter Werte

Herkömmliche Verfahren nutzen für diese Messungen entweder das Vertical Scanning (VSI) oder die Phase-Shift-Methode (PSI). Beim VSI werden die Höhenwerte mittels Schwerpunktverfahren ermittelt. Dabei bildet eine Kennlinie das sogenannte Korrelogramm, also die Darstellung, die man aus einer Messung ermittelt hat. Legt man über dieses eine einhüllende Linie, so erhält man eine Gaußverteilung und kann den Schwerpunkt berechnen. Grundsätzlich ist diese Methode robust und schnell, führt aber zu nicht so genauen Ergebnissen. Für eine höhere Genauigkeit hingegen steht PSI, die im Korrelogramm nach dem größten Phasenunterschied, also dem Hell-Dunkel-Wechsel schaut. Dieses Verfahren ist wesentlich genauer, aber deutlich empfindlicher. Bei den neuen Weißlichtinterferometern von Mahr vereint die ICA-Technologie (Intelligent Correlation Algorithm) die guten Eigenschaften der PSI- und VSI-Methoden bei einer hohen vertikalen Auflösung in einem einzigen, großen Anwendungsbereich. Das mathematische Verfahren bestimmt das statistische Korrelogramm der Oberfläche und schiebt es zum Vergleich ‚über‘ die Messungen. Statt eines gemittelten Wertes liefert der Algorithmus so den gesamten Datensatz eines Messobjekts.

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Thematik:
www.mahr.de

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