Bammer, F., & Huemer, F. F. (2024, September 19). Flächige Schichtdickenerfassung in Echtzeit mit bildgebender Ellipsometrie [Conference Presentation]. Netzwerk ZfP 2024, Linz, Austria. http://hdl.handle.net/20.500.12708/209025
E311-02-2 - Forschungsgruppe Prozesstechnik E191-02 - Forschungsbereich Embedded Computing Systems
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Date (published):
19-Sep-2024
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Event name:
Netzwerk ZfP 2024
de
Event date:
18-Sep-2024 - 19-Sep-2024
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Event place:
Linz, Austria
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Keywords:
Ellipsometrie; Echtzeitsystem; Qualitätssicherung
de
Abstract:
Eine flächige Qualitätskontrolle dünner Beschichtungen direkt in der Produktionslinie kann mit bildgebender Ellipsometrie realisiert werden. Dabei wird das beschichtete Objekt schief mit polarisiertem Licht beleuchtet und mit einer an das schiefe Objekt angepassten Optik auf eine Polarisationskamera abgebildet. Diese erfasst den durch die Reflexion veränderten Polarisationszustand und damit auch ein Maß für die Schichtdicke.
Im Sichtbaren sind kommerzielle Polarisationskameras erhältlich. Dabei wird mit einem segmentierten Nanodrahtgitter vor dem Sensor der Intensitätsanteil der 0°-, 45°-, 90°- und 135°-linearen Polarisation gemessen. Mit einer zusätzlichen Viertelwellenplatte gelingt auch die Erfassung von links- und rechts-zirkular polarisiertem Licht und damit eine komplette Erfassung der Polarisationverteilung. Mit einem einfachen mathematischen Modell wird daraus in Echtzeit eine Schichtdickenverteilung berechnet. Je nach zentraler Wellenlänge der Lichtquelle sind Dickenmessungen im Bereich 0-500nm möglich, mit bis zu 24 flächigen Messungen pro Sekunde.
Dies wurde erprobt für silikonisierte Karpulen, PET-Flaschen mit Barriereschicht und R2R-Beschichtungen.
Für dickere Beschichtungen im Bereich 0-5µm, wie Präzisionsbeölungen oder –lackierungen ist eine Lösung mit infrarotem Licht notwendig. Dabei wird eine IR-Kamera mit einer polarisierenden Strahlaufspaltung als IR-Polarisationskamera eingesetzt.
Dieses einfache Messprinzip kann an Objektgrößen von bis zu 2.3m angepasst werden und kann für sehr dünne bzw. dickere Schichten auch im UV- bzw. im THz-Bereich realisiert werden.
de
Project title:
Dünnfilmmesstechnik auf organischer Photovoltaik: 315665 (European Commission)
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Research Areas:
Photonics: 50% Sustainable Production and Technologies: 25% Efficient Utilisation of Material Resources: 25%