Oberflächentopographie

Atom-Kraftmikroskopie

Die Atom-Kraftmikroskopie nutzt die Wechselwirkungskräfte zwischen den Atomen einer definierten Spitze (Tip) und der zu untersuchenden Oberfläche. Die bei der Annäherung auf atomare Abstände auftretenden abstossenden oder anziehenden Kräfte deformieren den Träger (Cantilever) der Spitze und dessen veränderte Position wird über einen Laser detektiert. Die Oberfläche wird in sehr kleinen Bereichen (max. 100 x 100 µm) abgerastert und die Topograpie ist im nm-Bereich messbar. 2D- und 3D-Bilddarstellungen sowie Linien- bzw. Flächenauswertungen liefern Oberflächeninformationen und Rauheitsparameter. Mit verschiedenen Messmoden ist es möglich, auch chemische, elektrische oder magnetische Unterschiede festzustellen.

Weisslichtinterferometrie

Die Weisslichtinterferometrie und Konfokalprofilometrie ist eine Methode zur berührungslosen (optischen) Erfassung der Oberflächentopographie. Je nach verwendeter Messmethode (Vertical Scanning oder Phase Shifting Interferometry, Konfokalprofilometrie) und Gerätekonfiguration sind einerseits vertikale Auflösungen von weniger als 1 nm möglich und damit sehr glatte Oberflächen messbar; andererseits können aber auch sehr raue Oberflächen im µm-Bereich und steile Flanken bis 71° erfasst werden. Lateral kann je nach gewähltem Bildfeld eine Auflösung von etwa 300nm erreicht werden. Die Darstellung erfolgt als 2D- oder 3D-Bild, die Auswertung liefert Höhenprofile sowie Angaben zu den Rauheitsparametern.

Tastprofilometrie

Zusätzlich zur optischen Vermessung ist das Abtasten von Oberflächen mit verschiedenartig geformten Tastspitzen sehr verbreitet. Dabei bestimmen die Abmessungen (Grösse und Geometrie) der Tastspitze, welche Oberflächenstrukturen noch aufgelöst werden können. Diese Methoden sind deshalb gut geeignet für "offene" Strukturen, steile Flanken oder schmale tiefe Gräben sind meist nicht messbar. Die Messungen erfolgen als Linienscans, deren Auswertung ein Höhenprofil bzw. die Rauheitsparameter liefert.