Kompakter Brechungsindex- und Schichtdicken-Sensor

06.11.2014

Qualitätsbewertung und Prozesskontrolle sind wichtige Werkzeuge bei der Produktion qualitativ hochwertiger Erzeugnisse. So ist es in Beschichtungsprozessen erforderlich, wesentliche Eigenschaften der aufgebrachten Schichten zu bestimmen. Dies schließt die Schichtdicke und den Brechungsindex ein.

Das CiS Forschungsinstitut stellt auf den Fachmessen electronica und COMPAMED den Status einer aktuellen Sensorentwicklung zur Bestimmung der Dicke und der Brechungsindizes dünnen Oberflächenschichten vor, wobei letzteres eng von der chemischen und/oder stöchiometrischen Zusammensetzung der verwendeten Beschichtungsmaterialen abhängt.
Der kompakte Sensor misst die polarisationsabhängige Reflexion von zwei verschiedenen Lasern unter geneigten Einfallswinkeln. Der Sensor arbeitet ohne bewegliche Komponenten, zeichnet sich durch einen geringen Wartungsaufwand aus und ist für Anwendungen in rauen Umgebungen geeignet. Bis zu vier Probeneigenschaften (Schichtdicke, Brechungsindex) können durch die Anpassung der experimentellen Daten mit einem Transfer-Matrix-Modell mit Levenberg-Marquard-Routinen ermittelt werden.
Zielanwendungen der Entwicklung sind die Überwachung/Steuerung von Dünnfilm-Beschichtungen oder von Wachstumsprozessen, z.B. bei der  Glasveredelung oder in der Halbleiterverarbeitung.