Page 115 - Zur Reinheit funktionaler Oberflächen

6.2.7 Schichtdicken-Messung durch Ellipsometrie ist ein Messverfahren mit dem es möglich ist
Ellipsometrie auf glatten Oberflächen die Dicke transparenter Schichten
im Nanometer-Bereich zu bestimmen. Wenn Licht von einem
bestimmten Material reflektiert wird, so ändert sich dessen
Polarisation. Diese Polarisationsänderung wird mithilfe der
Ellipsometrie gemessen. Um den gewünschten Zustand der
Reflexion des Lichts herbeizuführen wird das Ellipsometer so
aufgebaut, dass es aus zwei ausladenden Armen besteht, die
winklig auf ihre Mitte hin fokussiert sind. Am Ende des einen
Arms befindet sich eine Lichtquelle und am Ende des Anderen
ein Detektor. Dazwischen sind die Elemente Polarisator, Kom-
pensator und Analysator angeordnet. Der von einem Arm-Ende
des Ellipsometers ausgehende Lichtstrahl trifft in der Mitte
auf eine Probebühne und dringt in die Probe ein um dann in
abgelenkter Form in den Detektor des anderen Arms zu gelan-
gen (Abb. 18).
Abb. 19 zeigt ein Foto des im Clear & Clean eingesetzten Dr.
Riss Ellipsometers

Lichtquelle Detektor

Polarisator Φ Analysator
Kompensator Kompensator
(optional) (optional)

Probe

Abb. 18 Schema eines Ellipsometers Abb. 19 Dr. Riss Ellipsometer

Die Verwendung der Ellipsometrie kann bei der Wischmittel-
und Oberflächen-Reinheits-Forschung von Nutzen sein wenn
die Aufgabe gestellt ist, Oberflächen-Verunreinigungen im
Spuren-Bereich nach ihrer Dicke hin zu bestimmen. So lässt
sich beispielsweise ermitteln wie hoch die Dicke ist, die beim
Wischvorgang aus dem Tuch auf eine ultrareine Oberfläche
hin übertragen oder verteilt wird - und zwar bis hinein in den
Subnanometerbereich. Mit Hilfe einer XY-Mapping-Vorrichtung
ist es außerdem möglich nanometrische Topographien einer
Oberfläche abzubilden. Wie aus Abbildung 20 und 21 ersicht-
lich, werden in diesem Fall über 400 Matrix-Felder homogen
verteilt mit einer einzigen Wischbewegung Rest-Schichtdicken
von 9,4 nm gemessen.

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