Optische Profilometrie

Mittels optischer Profilometrie kann die Topographie einer Oberfläche berührungslos mit einer vertikalen Auflösung bis zu wenigen nm untersucht werden. Das von der tascon GmbH eingesetzte Messgerät erlaubt sowohl konfokale als auch interferometrische Analysen.

Bei der konfokalen Mikroskopie einer Oberfläche lässt man mittels einer Blende Licht aus der Fokusebene auf einen CCD-Sensor fallen. Licht, das von der Probenoberfläche außerhalb dieser Ebene stammt, wird vom Detektor nicht erfasst. Zur Belichtung der Probe wird in der Regel monochromatisches Licht verwendet. Durch die kontinuierliche Variation des Abstands zwischen Probenoberfläche und optischem System fährt die gesamte Probenoberfläche durch die Schärfenebene. Die gewonnenen Bilddaten aus den verschiedenen Ebenen lassen sich zu einem dreidimensionalen Modell der Probenoberfläche zusammensetzen.

Bei der interferometrischen Analyse wird die Probenoberfläche mit monochromatischem Licht bestrahlt. Während der Messung wird der Abstand zwischen der Probe und dem Objektiv des Interferometers in kleinen Schritten vergrößert. Aufgrund der Topographie treten Laufzeitunterschiede des reflektierten Lichts und eines Referenzlichtstrahls auf. Die Überlagerung beider Lichtstrahlen resultiert in einem Interferenzmuster, das sich während der feinschrittigen Änderung des vertikalen Abstands zur Probe über die Oberfläche bewegt. Aus diesen Abfolgen von Interferenzbildern ergibt sich für jeden Objektpunkt ein Interferogramm, aus dem sich die Probentopographie berechnen läßt.

Als Proben sind alle reflektierenden Oberflächen mit Höhenunterschieden von maximal 2 cm geeignet. Analysen optisch transparenter Probensysteme (z.B. Spiegel, Gläser, ...) sind nur eingeschränkt möglich. Für eine genaue Ermittlung von topographischen Informationen empfiehlt es sich, bei diesen Systemen einen dünnen, reflektierenden Metallfilm auf die Oberfläche abzuscheiden.

Anwendungsbeispiele