Reflektometrie Analyse

Reflektometrie-Analyse-Software mit dem DHM® ist eine eigenständige Post-Analyse-Software zum Vermessen von transparenten oder semi-transparenten Strukturen auf reflektiven Substraten. Koala Aufnahme- und Analyse-Software erlaubt präzise Topographie-Messungen auf Mustern mit rein reflektiver Oberfläche und aus einem homogenen Material. Optische Messungen an transparenten Materialien können durch Mehrfachreflexionen beeinflusst werden, was auf jedes mit Licht messende Instrument zutrifft. Deshalb wurde die Reflektometrie-Analyse-Software entwickelt, um die von der transparenten Struktur reflektierte Wellenfront durch Rechnen gemäss den Gesetzen der Physik korrekt zu interpretieren. Diese Software erlaubt die Ausgabe folgender Grössen: 3D Topographie, Dicke und Brechungsindizes von strukturiertem, transparentem Material.

Die Reflektometrie-Analyse-Software kontrolliert die Koala Acquisition & Analyse-Software  über TCP/IP remote control Modul zum Erfassen und Importieren der Daten von Koala, um die Reflektometrie-Berechnungen durchzuführen.

DHM Reflectometry Database

Die Datenbank enthält viele Materialien mit dem Brechungsindex und Strukturaufbau und kann vom Anwender laufend erweitert werden.

So sind schnelle Reflektometrie-Messungen möglich. Die Genauigkeit wird verbessert durch die Reduktion der Unbekannten soweit möglich und die Verwendung mehrerer Wellenlängen bei der Aufnahme mit dem DHM.

Die Datenbank mit den Muster/Modell-Strukturen zeigt schematisch das strukturierte Muster. Dabei zeigt das Modell neben der Mehrfachschicht auch das umgebende Medium.

Angenommen wird, dass alle Schichten eine konstante Dicke aufweisen und die resultierende Topographie wie aus einer einzigen Schicht bestünde.

Zusätzlich lässt sich die Messung beschleunigen, wenn die ungefähre Dicke jeder Schicht eingegeben werden kann.

Publikationen

Die Reflektometrie-Analyse-Software interpretiert die reflektierte optische Wellenfront gemäss den Regeln der Physik und errechnet damit die geometrische Topographie. Die Reflektometrie-Analyse mit dem DHM® erlaubt in vielen Fällen die Brechungsindizes und Schichtdicke zu bestimmen, weil sie den Weg des Lichts in der strukturierten Oberfläche mitberücksichtigt.

Bei Vorhandensein von (semi)transparenten Schichten besteht die reflektierte Wellenfront aus:

  • Reflexion auf der Musteroberfläche wie bei einer normal reflektierenden Oberfläche
  • Mehrfache Reflexion an jedem Übergang der Schichten

Das Grundprinzip der Reflektometrie-Analyse beruht auf dem Prinzip des Rechnens der theoretischen, komplexen Wellenfront durch Variieren der verschiedenen Parameter, um so möglichst nahe an die gemessene Wellenfront zu gelangen (Amplitude und Phase). Das Ergebnis hängt stark von der Komplexität des Musters ab wie der Anzahl der unbekannten Parameter und der Menge der gemessenen Daten. Grundsätzlich sind mehr bekannte Gleichungen als unbekannte Parameter nötig. Die Anzahl bekannter Gleichungen hängt von der Anzahl der im DHM® verbauten Laserquellen (1, 2 oder 3) ab sowie den Vorkenntnissen betreffend dem Aufbau des Musters.

Zusammengefasst erlaubt die Reflektometrie-Software das Messen der Topographie von Mustern mit mehreren transparenten Schichten gleichbleibender Dicke, in die Strukturen geätzt oder aufgetragen wurden.