Kombination aus einstellbarem Primärspektrum und ausgeklügelter Auswertesoftware ermöglicht zuverlässiges, rasches Messen dünner Schichtsysteme auf Leiterplatten, Keramik- und Silizium-Wafern.
Mit dünnen Schichten aus Gold, Palladium, Nickel, Chrom-Vanadium und anderen Metallen auf unterschiedlichen Trägerwerkstoffen verwirklicht man zahlreiche elektronische Funktionen. Beispielsweise sorgen diese Schichtsysteme für eine hohe Packungsdichte bei Speicherbausteinen auf Silizium- und Keramik-Wafern. Damit die Schichtsysteme die erwarteten Funktionen zuverlässig erfüllen, müssen allerdings die Schichtdicken der jeweils nur wenige Nanometer dünnen Schichten in den Mehrfach-Schichtsystemen genau eingehalten werden. Um dies zu verifizieren, müssen die Hersteller von Silizium- und Glaskeramik-Wafern sowie Leiterplatten die Schichten messen. Dazu benötigen sie geeignete Messverfahren und Messgeräte. Diese sollen Schichtsysteme mit mehreren dünnen Einzelschichten auf unterschiedlichen Trägerwerkstoffen rasch und zuverlässig erfassen. Dafür eignen sich beispielsweise Röntgenfluoreszenz-Messgeräte. Bisher gab es allerdings einige Schwierigkeiten. Bei Leiterplatten stören Bromsalze unterschiedlicher Konzentration unter den Mehrfachschichten, bei Keramiken die Vielzahl an unterschiedlichen Elementen in der Keramik die Messungen.
Wesentlich besser und zuverlässiger als bisher misst man Schichtsysteme aus mehreren dünnen Schichten auf Leiterplatten, Silizium- und Keramik-Wafern jetzt mit den Röntgenfluoreszenz-Messgeräten Fischerscope X-Ray XDVM-W von der Helmut Fischer GmbH + Co. KG. Deren besonderer Vorteil ist das anpassbare Primärspektrum. Die Hochspannungen lassen sich auf 30, 40 und 50 kV und die Anodenströme stufenlos einstellen. Zusätzlich kann man den Primär-Röntgenstrahl mit beispielsweise Nickel filtern. Das ermöglicht, die Intensität und die energetische Zusammensetzung des primären Röntgenstrahls exakt auf die jeweilige Messung einzustellen. Beispielsweise beim Messen von Schichtsystemen auf Keramiken bleiben dadurch die störenden Elemente der Keramik ohne Einfluss auf die Messergebnisse.
Standardfreies messen
Darüber hinaus arbeiten die Messgeräte mit der ausgereiften Auswerte-Software Win FTM des Sindelfinger Messtechnik-Spezialisten. Das hat insbesondere bei schwierig zu messenden, dünnen Schichten auf Leiterplatten wesentliche Vorteile. Der störende Einfluss des Broms unter den zu messenden Schichtsystemen wird automatisch von der Software im Messspektrum ausgeblendet. So berechnet die Software ohne zusätzlichen Aufwand direkt die Schichtdicken der dünnen Schichtsysteme. Darüber hinaus hat sie weitere Vorteile. Sie ermöglicht das standardfreie Messen, also ohne Kalibriernormale. Insbesondere bei dünnen Schichten mit Schichtdicken von wenigen Nanometern gibt es meist keine Standards für alle zu messenden Elemente. Dafür enthält die Auswertesoftware eine umfassende Bibliothek an Spektren für unterschiedliche Elemente und Schichtsysteme. Damit wertet sie automatisch die Spektren beim Messen unbekannter dünner Schichtsysteme richtig aus und berechnet exakt die Schichtdicken. Mit der Kombination von Röntgenfluoreszenz-Messgeräten der Reihe Fischerscope X-Ray XDVM-W und der Auswertesoftware Win FTM erhalten Anwender in der Elektronikfertigung jetzt ein ausgereiftes Messsystem zum genauen Bestimmen von nur wenige Nanometer dünnen Schichten in unterschiedlichen Mehrfachschichten auf Leiterplatten sowie Silizium- und Keramik-Wafern.
Mit der Verwirklichung dieses Messverfahrens beweist Helmut Fischer erneut ihre hohe Kompetenz in der Schichtdickenmessung. Basierend auf jahrzehntelangen Erfahrungen entwickelt der Messgerätehersteller immer wieder richtungsweisende, praxisgerechte Messverfahren für industrielle Anwendungen.
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