3D berührungslose optische Profilometrie

Die Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der Dichte (g/cm3), der Schichtdicke (nm) und der Rauheit (nm) von Dünnschichten eingesetzt. Das Verfahren ist zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme geeignet, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen bei Proben mit 1–150 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von unter 5 nm erzielt. Dickere Schichten und Beschichtungen mit stärker aufgerauten Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung mit zunehmender Schichtdicke und Rauheit der Schicht bzw. des Schichtstapels ab. >150-mm-Wafer werden in der Regel zugeschnitten, um in den Probenhalter zu passen. Bitte teilen Sie uns mit, wenn Sie Prüfungen für größere Wafer benötigen, die nicht in Stücke geschnitten werden können. Der verfügbare Temperaturbereich für XRR-Messungen liegt bei 25–1100 °C, und die Kristallinität kann in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Die Messungen können unter Normalatmosphäre, in inerter Gasatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MRD, Bruker D8 Discover. Bitte teilen Sie uns mit, ob Sie eine Präferenz für ein bestimmtes Instrument haben.

XPS ist eine semi-quantitative Methode zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung von Materialoberflächen. Darüber hinaus kann sie auch den Bindungszustand der Atome ermitteln. XPS ist eine oberflächenempfindliche Methode. Die typische Probentiefe beträgt 3–9 nm, und die Nachweisgrenzen liegen ungefähr zwischen 0,1 und 1 Atom-%. XPS kann Elemente von Li bis U messen. Die Elementzusammensetzung wird in at.% angegeben und an einem Bereich von einigen hundert µm gemessen. Auf Anfrage können wir kleinere Flächen oder Tiefenprofile messen, und eine Bestimmung des Bindungszustands kann ebenfalls bereitgestellt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: PHI Genesis, Thermo Fisher ESCALAB 250Xi, PHI Quantum 2000. Synchrotron-XPS ist ebenfalls verfügbar. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen und ein Angebot für Ihr Projekt.

Die Gruppenlaufzeit-Dispersion (GDD) und die Gruppengeschwindigkeits-Dispersion (GVD) sind entscheidende Parameter für das Verständnis, wie sich Ausbreitungszeit und -geschwindigkeit von Lichtimpulsen in Abhängigkeit von Frequenz oder Wellenlänge verändern, wenn sie sich durch übertragende Medien wie Glasoptiken ausbreiten oder innerhalb der Schichten von Dünnfilmbeschichtungen interagieren. Gruppenlaufzeit bezeichnet die Zeitverzögerung, die Licht unterschiedlicher Frequenzen erfährt, während Gruppen­geschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, mit der die Hüllkurve eines Pulses sich durch ein Medium ausbreitet. GDD und GVD beschreiben die Rate, mit der sich Gruppenlaufzeit bzw. Gruppengeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Frequenz oder Wellenlänge des Lichts ändern. GDD und GVD werden in Zeiteinheiten zum Quadrat angegeben, typischerweise in Femtosekunden zum Quadrat (fs2). Beide können mit einem Weißlichtinterferometer gemessen werden. Die Messbedingungen, unter denen wir die Analyse durchführen können, sind nachfolgend aufgeführt. Für eine 1"-Probe Reflexionsoptik-AOI: 0° und 5–70°, Transmissions-AOI: 0–70°. Für eine 2"-Probe Reflexionsoptik-AOI: 5–70° (0° möglicherweise möglich, bitte mit einem Experten besprechen), Transmissions-AOI: 0–70°. Spektralbereich: 400–1060 nm (VIS/NIR-Basisversion), 250–1060 nm (UV/VIS/NIR-Version), 900–2400 nm (IR-Version). Für die Durchführung der Prüfung sollten die folgenden Messdetails und Probeninformationen vorliegen: Probematrix: Substrate, Beschichtungen usw., Reflexions-/Transmissions-Einfallswinkel: Reflexions-Einfallswinkel (AOI) von 45°, Transmissions-Einfallswinkel (AOI) von 45° usw., Polarisation: p, s, k. A., Arbeitswellenlängenbereich, Messpunkte: Wie viele und wo in der Probe?, Erwartete GDD/GVD.

Die Focused-Ion-Beam-(FIB-)Technik wird zur Präparation von Proben für die Elektronenmikroskopie eingesetzt. Sie ermöglicht ein sehr präzises Schneiden von Proben, um sie mittels TEM- oder REM-Bildgebung zu untersuchen. Gerne erstellen wir ein Angebot für die alleinige FIB-Präparation oder auch für FIB-TEM- oder FIB-REM-Analysen.

REM-Aufnahmen bei Kryo-Bedingungen mit EDX-Elementkartierung für fragile Proben, die eine kryogene Präparation erfordern, um das REM-Vakuum und den Elektronenstrahl auszuhalten. Die Analyse umfasst die folgenden Schritte: Kryofixierung der Probe., Bildgebung der Probenoberfläche mit einem Rasterelektronenmikroskop., EDX-Map für die Elementzusammensetzung.. Die Ergebnisse umfassen 10–20 REM-Aufnahmen mit Anmerkungen zu den beobachteten Merkmalen. Zusätzlich werden, abhängig von der Vergrößerung, 1–2 EDX-Elementverteilungsbilder bereitgestellt.

Die Augerelektronenspektroskopie (AES) ist eine oberflächensensitive Methode (3–9 nm) zur Zusammensetzungsanalyse und Tiefenprofilierung und liefert Daten über die elementare Zusammensetzung in der Tiefe. Zusätzlich können Sekundärelektronenbilder bereitgestellt werden. AES ist eine sehr nützliche Methode zur Untersuchung von Strukturen, da sie einen Strahldurchmesser bis hinunter zu wenigen Nanometern ermöglicht.

Bildgebung der Probe mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM). In der Regel werden mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Vergrößerungen angefertigt, um einen guten Überblick über die Probe zu erhalten. Nichtleitende Proben können mit einer metallischen Beschichtung präpariert werden, um die Bildgebung zu ermöglichen. Für Querschnittsmessungen kann zusätzliche Probenpräparation erforderlich sein: FIB, BIB, oder Gefrierbruch. Kryo-Präparation ist für biologische Materialien und andere empfindliche Probenarten verfügbar. Wenn zusätzlich eine Zusammensetzungsanalyse erforderlich ist, lesen Sie bitte die REM-EDX-Messung. Wir bieten außerdem Hochtemperatur-REM-Analysen bei Temperaturen bis zu 1400 °C an. Zögern Sie nicht, ein Angebot anzufordern.

Beim XPS-Tiefenprofiling werden Ionenätzzyklen mit der Ionenkanone und XPS-Analysezyklen abwechselnd durchgeführt, um semi-quantitative Informationen über die elementare Zusammensetzung (At.-%) der Probe in Abhängigkeit von der Tiefe zu erhalten. Die Bindungszustände der Atome können auch in Abhängigkeit von der Tiefe analysiert werden, um die Chemie der Probe und deren Veränderungen mit der Tiefe zu bestimmen. Die XPS-Tiefenprofilierung ist eine zerstörende Technik mit einem Analysengebietsdurchmesser von 10 µm bis zu mehreren 100 µm. Das Sputtern erfolgt mit einem Ar-Cluster-GCIB-Ionenstrahl oder mit Ar-monoatomaren Ionen, und die XPS-Messungen werden typischerweise mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: PHI Genesis, Thermo Fisher ESCALAB 250Xi, PHI Quantum 2000.

Abbildung der Probe mit einem Rasterelektronenmikroskop (REM) unter Verwendung energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX oder EDS). In der Regel werden mehrere Bilder mit unterschiedlichen Vergrößerungen aufgenommen, um einen guten Überblick über die Probe zu erhalten. Zur Bestimmung der Probenzusammensetzung (Elementverteilung in At.% oder Gew.%) wird ein EDX-Mapping, ein Linienscan oder eine Punktanalyse durchgeführt. Nichtleitende Proben können mit einer metallischen Beschichtung präpariert werden. Für Querschliffmessungen kann eine zusätzliche Präparation erforderlich sein: FIB, BIB, oder Gefrierbruch.

Während dieser Analyse wird die Oberfläche einer glatten und harten Probe mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) abgebildet. Topografische Bilder werden in der Regel von drei Positionen um die Probe herum aufgenommen. Der Messbereich beträgt 5 × 5 Mikrometer, sofern nichts anderes vereinbart wurde. Messungen werden typischerweise mit folgendem Instrument durchgeführt: Bruker Dimension Icon.