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Schichtcharakterisierung

Ein Zweistrahlmessverfahren ermöglicht die Bestimmung von Schichtdicken optisch transparenter Schichten bei kleinen Brechzahldifferenzen zum Substrat (|Dn| ca. 0.05) in einem Schichtdickenmessbereich von 10nm-120nm mit Nanometergenauigkeit. Dabei wird ein in der Einfallsebene p-polarisierten Laserstrahl so auf die Oberfläche des beschichteten Prüflings gerichtet, dass der Einfallswinkel Qi  in der Nähe des Brewsterwinkels von Substrat und Schicht liegt. Das Lichtbündel wird an der beschichteten Oberfläche (Vorderreflex) sowie an der Substratrückfläche (Rückreflex) reflektiert. Der Reflexionsgrad dieser beiden Reflexe wird in einem kleinen Winkelbereich um den Brewsterwinkel herum aufgenommen. Anhand von drei Winkeln der gemessenen Reflexionsgradkurven von Vorder- und Rückreflex (zwei Minimumwinkel und ein Schnittwinkel im Brewsterwinkelbereich) werden die Brechzahlen von Schicht und Substrat direkt berechnet sowie die Schichtdicke über eine Vorwärtssimulation nach dem Vielstrahlinterferenzmodell ermittelt.
Durch die synchrone Vermessung der Reflexionsgradkurven von Vorder- und Rückreflex ist das Verfahren unempfindlich gegenüber äußeren Störeinflüssen.