Bestimmung der Schichtdicke und Rauhigkeit von Polymerfilmen mittels Röntgenreflektometrie

Polymerfilme besitzen unterschiedliche potentielle Anwendungen in einer Vielzahl von Industriezweigen. Übliche Abscheidungsverfahren, wie Spin-Coating auf einer Festkörperuntergrundbeschichtung, gestalten sich für die präzise Kontrolle der Schichtdicke als ausgesprochen schwierig.

Darüberhinaus sind Oberflächen- und Grenzflächenrauhigkeit wichtige Faktoren für die Qualitätsbestimmung abgeschiedener Filme. Präzise Messungen sowohl der Filmdicke als auch der Oberflächen-/Grenzflächenrauhigkeit zur Optimierung der Abscheidungsverfahrens sind demnach unverzichtbar.

Die Röntgenreflektometrie (XRR) ist eine der zuverlässigsten Techniken zur Bestimmung der Filmdicke und der Oberflächen-/Grenzflächenrauhigkeit. Die Technik hat den entscheidenden Vorteil, sowohl zerstörungsfrei als auch einfach in der Handhabung zu sein. Verglichen mit anderen Analysemethoden wird keine spezielle Probenvorbereitung benötigt.

Der Schlüssel zu hoher Messpräzision bei der Bestimmung der Schichtdicke und Rauhigkeit mittels XRR ist die Probenausrichtung. Falls diese inkorrekt oder unpräzise ausgeführt wurde, können die Messergebnisse dementsprechend ungenau ausfallen. Das SmartLab Mehrzweckdiffraktometer von Rigaku vermag nunmehr, diese Messungen korrekt und mit hoher Präzision und sogar ohne XRR-Vorerfahrungen des Anwenders auszuführen. Die Probenausrichtung wird mithilfe der firmeneigenen Guidance Datenverarbeitungssoftware von Rigaku komplett automatisch ausgeführt. XRR profile taken from a polymer film deposited on a Si wafer

Die Abbildung links zeigt ein XRR-Profil gemeinsam mit den Kurvenanpassungsergebnissen eines Polymerfilms, abgeschieden auf einem Si-Wafer. Die Übereinstimmung zwischen den gemessenen und den berechneten Ergebnissen ist ausgezeichnet. Für die Filmdicke sowie der Oberflächen- und Grenzflächenrauhigkeit wurden Werte von 1.282 nm, 0.402 nm und 0.255 nm ermittelt.
 


Das SmartLab ist das modernste hochauflösende Diffraktometer auf dem Markt. Vermutlich die auffälligste Neuerung ist die SmartLab Guidance Software, die dem Benutzer mit einem intelligenten Interface ausstattet um durch alle Feinheiten eines Experiments zu führen, beinahe so als hätte man einen Kristallographiexperten direkt an seiner Seite. Read more about SmartLab...