TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe A1 - Schneider, S. A1 - Duwe, M T1 - Visualisierung von mikro- und nanoskalierten Oberflächenstrukturen mittels abbildender Ellipsometry N2 - In den letzten Jahren hat die Einbindung der abbildenden Ellipsometrie in die Gruppe der optischen Verfahren zur Oberflächencharakterisierung ein enormes Potential bei der Analyse von topologischen Strukturänderungen gezeigt. Der dabei abgebildete Kon-trast wurde typischerweise auf Änderungen im Brechungsindex, Absorptionseffekte oder Schichtdickenänderungen zurückgeführt. In späteren Studien wurde festgestellt, dass auch andere Faktoren, wie etwa die Krümmung der Oberfläche oder Kanten von Struktu-ren einen signifikanten Einfluss auf die Messung der ellipsometrischen Paramater haben. Um diese Effekte aus der ellipsometrischen Messung extrahieren zu können, wird auf die Analyse der Müller-Matrix zurückgegriffen. In dem hier vorliegenden Beitrag wird gezeigt, wie die Müller-Matrix-Imaging Ellipsomet-rie (MM-IE) zur Charakterisierung von Oberflächenstrukturen verwendet werden kann. Dazu werden mikro- und nanoskaliert gekrümmte Oberflächen zunächst mit verschiede-nen Referenzmethoden, wie Rasterelektronenmikroskopie (SEM), Lichtmikroskopie (OM), Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM) und Rasterkraftmikroskopie (AFM) vali-diert erfasst. Der anschließende Vergleich mit den Ergebnissen der Müller-Matrix-Ima-ging-Ellipsometrie ermöglicht eine Korrelation der zugrunde liegenden Strukturphäno-mene mit den ellipsometrischen Daten. In diesem Artikel wird das Prinzip an drei industriell relevanten Strukturgruppen demonstriert: Sub-Mikropartikel, Mikropartikel und sub-mikroskalierte Vertiefungen. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Ellipsometrie KW - Nanoskaliert KW - Mikroskaliert KW - Oberflächengeometrie KW - Brechungsindex KW - Müller-Matrix-Ellipsometrie PY - 2019 AN - OPUS4-47645 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe A1 - Duwe, M. A1 - Schneider, S. T1 - Mueller-matrix imaging ellipsometry of structural anomalies and inhomogenities N2 - In the last years, the implementation of imaging ellipsometry in the variety of optical characterization techniques has shown tremendous potential to analyze the topology of surfaces in the lateral dimension. In the later studies, this contrast-rich surface images were affiliated with changes of the refraction indices, Absorption bands or layer thicknesses. However, it was realized that additional factors like curvature or scattering can have a great Impact on the ellipsometric readout of the analyzed system. In this study, we focus on the systematic evaluation of structural anomalies and inhomogenities of several Basic systems. This includes spherical particles as a model for microscopic curved surfaces in a range of 0.25 to 25 μm in diameter. In the macroscopic regime several conventional convex lenses were analyzed. Additional affords were made to generate microscopic concave model systems by applying nanoindentation with a spherical indentation unit. With this method calottes with a depth of 0.04 to 2 μm and radius of 2.5 μm were made. The macroscopic counterpart is delivered by conventional concave lens systems. For all systems, a variety of different bulk materials was investigated. This includes metal oxides, metals and polymers as well as combinations of each by applying coatings on the bulk materials with different layer thicknesses. To analyze these structural anomalies and inhomogenities properly, Mueller-Matrix imaging ellipsometry is the method of choice to address cross- and depolarization effects that occur due to the curved surfaces. Supplementary methods were used for an independent characterization of the topological properties of all structural anomalies and inhomogenities. This includes AFM and SEM for the microscopic samples (microparticles and nanoindented holes) and white light interferometry for the macroscopic lenses. This study results in a systematic screening of different coated and uncoated material systems with a topology that does not fit into conventional ellipsometry and thus is analyzed by Muller-Matrix imaging ellipsometry. This will help in quality control and is a contribution to the understanding of the polarizing effects of non-ideal Systems analyzed by ellipsometry. T2 - 8th International conference on spectroscopic ellipsometry (ICSE-8) CY - Barcelona, Spain DA - 26.05.2019 KW - Spectroskopic Imaging KW - Mueller-Matrix imaging ellipsometry KW - Structural anomalies KW - Structural inhomogenities PY - 2019 AN - OPUS4-48347 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ermilova, Elena A1 - Hertwig, Andreas A1 - Beck, Uwe A1 - Schneider, S. A1 - Peters, S. T1 - Standardization of spectroscopic ellipsometry as GUM-compliant accredited measurement method N2 - Ellipsometry has become a powerful measurement tool in semiconductor industry since the sixties of the last century. Early standardization activities focused exclusively on SiO2/Si (ASTM F 576-01, SEMI 3624). The first generic standard dealing with ellipsometry is DIN 50989-1:2018 Ellipsometry – Part 1: Principles. Standardization is a prerequisite for accreditation according to DIN EN ISO/IEC 17025 and the evaluation of uncertainty budgets. T2 - 8th International conference on spectroscopic CY - Barcelona, Spain DA - 26.05.2019 KW - Standardization of Ellipsometry KW - GUM-compliance KW - Uncertainty budgets KW - Bulk material PY - 2019 AN - OPUS4-48348 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Duwe, M. A1 - Quast, J.-H. A1 - Schneider, S. A1 - Fischer, Daniel A1 - Beck, Uwe T1 - Thin-film metrology of tilted and curved surfaces by imaging Mueller-matrix ellipsometry N2 - For the vast majority of ellipsometric measurements, the application of planar substrates is mandatory and requires a proper sample alignment prior to the measurement. Here, the authors present a generalized approach of how to extract the isotropic ellipsometric sample parameters from an imaging Mueller-matrix measurement even if the sample is significantly misaligned. They validate the method by layer-thickness calculations based on imaging Mueller-matrix measurements of flat crystalline silicon samples that were misaligned on purpose. Furthermore, they also exploit this method’s capabilities to perform spatially resolved layer-thickness measurements of a single-layer indium-tin-oxide coating on a fused-silica microlens without the need of realignment or repositioning of the sample during the measurement. T2 - 8th International conference on spectroscopic ellipsometry (ICSE-8) CY - Barcelona, Spain DA - 26.05.2019 KW - Metrology KW - Thin films KW - Polarization spectroscopy KW - Spectroskopic Imaging KW - Mueller-Matrix imaging ellipsometry PY - 2019 DO - https://doi.org/10.1116/1.5122757 SN - 2166-2746 SN - 2327-9877 VL - 37 IS - 6 SP - 062908 PB - AIP CY - New York, NY AN - OPUS4-50209 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Duwe, M. A1 - Fischer, Daniel A1 - Quast, J.-H. A1 - Schneider, S. A1 - Beck, Uwe T1 - Curved-surface metrology by imaging Mueller-matrix ellipsometry N2 - Outline - maging ellipsometry: oncept and setup - Basic theory: ellipsometry on tilted/curved surfaces - Geometric considerations - Tilt-induced cross-polarization - Application: coating analysis on microlensarray - Mueller-Matrix Imaging - Conversion to Delta-Psi Image - Layer-thickness of ITO coating T2 - 8th International conference on spectroscopic CY - Barcelona, Spain DA - 26.05.2019 KW - Spectroscopic Imaging KW - Mueller-Matrix Ellipsometry KW - Curved surfaces PY - 2019 AN - OPUS4-48366 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher, Stefan A1 - Lerche, D. T1 - Abschlussbericht zum BMWi - MNPQ – Verbundprojekt QUO VADIS PLUS (Mehr-Proben-Festigkeitsprüfung zur Qualitätssicherung in der Materialtechnik und Validierung der Zentrifugentechnologie bei Druck- bzw. Zugbeanspruchung) N2 - Im Fokus des Vorhabens steht das mit dem Innovationspreis Berlin-Brandenburg 2012 ausgezeichnete Mehr-Proben-Prüfverfahren zur Festigkeitsprüfung unter Verwendung einer analytischen Zentrifuge mit dem Ziel des Einsatzes in der Qualitätssicherung. Nachdem im MNPQ-Projekt QUO VADIS die grundsätzliche Anwendbarkeit der Zentrifugentechnologie auf Beanspruchungen auf Zug (Kleb-, Haft- und Verbundfestigkeit) nachgewiesen worden war, wurden im Vorhaben QUO VADIS PLUS folgende erweiterte Prüfszenarien und technische Weiterentwicklungen etabliert: 1. Beanspruchung auf Druck (Härte von Materialien, Kompressibilität von Schäumen, Kompaktierbarkeit von Pulvern), 2. Erweiterung der Beanspruchung auf Zug (Kombination von Normal- und Lateralkräften), 3. Erweiterung auf die Bewertung plasto-elastischenn Materialverhaltens, 4. Vermeidung von Schockwellen im Hochlastbereich KW - Analytische Zentrifuge KW - Mehr-Proben-Prüfverfahren KW - Härte KW - Kompressibilität KW - Kompaktierbarkeit KW - Haftfestigkeit KW - Klebfestigkeit KW - Verbundfestigkeit PY - 2019 N1 - Das Dokument unterliegt der Vertraulichkeit und kann nicht zugänglich gemacht werden Projektlaufzeit: 01.05.2015 bis 28.02.2019 The document is subject to confidentiality restrictions and cannot be made accessible Project runtime: 01.05.2015 to 28.02.2019 SP - 1 EP - 20 AN - OPUS4-50406 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zerstörend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal: nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik und 6. Kolloquium Dünne Schichten in der Optik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 SN - 978-3-00-058187-8 VL - 2019 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-47670 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Auf dem Weg zu Industrie 4.0: Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets in der Oberflächentechnik N2 - Vorgestellt wurde die Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets für sehr unterschiedliche physikalische Größen, die in der Oberflächentechnik von hoher Relevanz sind: Stufenhöhe h, Schichtdicke d, Eindringhärte HIT und Haftfestigkeit. Die Unterschiede betreffen die Art der Prüfmethodik (optisch zerstörungsfrei vs. mechanisch invasiv/zer-störend), die laterale Größe des Integrationsgebietes der Messung (lokal:nano bis sub-mikro vs. global: mikro bis makro) und die Art der Bestimmung von Messunsicherheitsbudgets (physikalische Größen: direkt rückführbar; Werkstoffkenngröße: genormt; Systemkenngröße: genormt). Im Rahmen von Industrie 4.0 werden ausgehend der geforderten Spezifikation des beschichteten Produkts (Mittelwert mit Vertrauensbereich oder Mindestwert) durchgehende Toleranzbänder zur Oberflächenmodifizierung/Beschichtung des Substrats, einhergehend mit Prozessfenstern, die diese Toleranzbänder garantieren, erforderlich, die zuverlässig erfasst werden müssen. Die Frage der anzuwendenden Mess- und Prüftechnik und die damit notwendige Betrachtung von Messunsicherheitsbudgets ist für die Digitalisierung von Konditionierungs-, Zustands-, Regel- und Steuergrößen unverzichtbar. Mit Blick auf die Einhaltung von Prozessfenstern und die dafür notwendige Prozessführung wird technologisches Kern-Know-how digitalisiert, das es unbedingt zu schützen gilt. Nur lokale Netze können diese Sicherheit garantieren, in globalen Netzen ist die Datensicherheit bestenfalls maximierbar. T2 - 14. ThGOT Thementage Grenz- und Oberflächentechnik CY - Zeulenroda, Germany DA - 12.03.2019 KW - Oberflächentechnik KW - Messunsicherheit KW - Messtechnik KW - Prüftechnik KW - Haftfestigkeit PY - 2019 AN - OPUS4-47612 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Weise, Matthias T1 - Mechanische, topometrische und optische Charakterisierung von Schichten mit Stand der Normung N2 - Der Vortrag „MECHANISCHE, TOPOMETRISCHE UND OPTISCHE CHARAKTERISIERUNG VON SCHICHTEN MIT STAND DER NORMUNG“ widmet sich unterschiedlichen Beschichtungssystemen und deren mechanischer, topometrischer und optischer Charakterisierung. Über die entsprechenden aktuellen Normen wird informiert. Es betrifft Verfahren wie die Instrumentierte Eindringprüfung (IIT), Centrifugal Adhesion Testing, Weißlichtinterferenzmikroskopie, Tastschnittverfahren und Ellipsometrie (SE). T2 - EFDS, V2019, Vakuum und Plasma CY - Dresden, Germany DA - 08.10.2019 KW - Normung KW - Spektrale Ellipsometrie (SE) KW - Instrumentierte Eindringprüfung (IIT) KW - Centrifugal Adhesion Testing (CAT) KW - Weißlichtinterferenzmikroskopie (WLIM, 3D) PY - 2019 AN - OPUS4-49320 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Hidde, Gundula A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - CAT-Technologie zur Bestimmung der Klebfestigkeit N2 - Der Vortrag widmet sich der „ CAT-TECHNOLOGIE ZUR BESTIMMUNG DER KLEBFESTIGKEIT“ und beschreibt die Punkte „Motivation –CAT-Technologie (Centrifugal Adhesion Testing), Klebfestigkeit ( Materialscreening verschiedener Werkstoffklassen, Klebstoffscreening fürV2A gegenV2A als Referenz, Klebstoffscreening für Niedrigenergie-Polymere und Oberfächenmodifizierung von Niedrigenergie-Polymeren) und Verbundfestigkeit (“Stirnabzug vs. Zug-Scher-Prüfung an CFK) im Einzelnen. T2 - 17. Praxisseminar KLEBEN CY - IWF Jena, Germany DA - 30.01.2019 KW - CAT-Technologie KW - Klebfestigkeit KW - Verbundfestigkeit KW - Niedrigenergie-Polymeren PY - 2019 AN - OPUS4-47466 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Weise, Matthias A1 - Lerche, D. A1 - Rietz, U. T1 - CAT-Technologie zur Bestimmung der Haftfestigkeit Dünner Schichten N2 - Der Vortrag widmet sich der „CAT-TECHNOLOGIE ZUR BESTIMMUNG DER HAFTFESTIGKEIT DÜNNER SCHICHTEN“ und beschreibt die Punkte „Motivation –CAT-Technologie“ (CAT: Centrifugal Adhesion Testing) und die „Haftfestigkeit von Schichten“, (Ag-Schichten auf N-BK7 Glas, Cr- und Al-Schichten auf Borofloat 33 Glas, Au-Schichten auf N-BK7 Glas und SiO2-Schichten auf CR39 Polymer) im Einzelnen. T2 - EFDS, Workshop: Haft- und Antihaftschichten CY - Dresden, Germany DA - 31.01.2019 KW - CAT-Technologie KW - Centrifugal Adhesion Testing KW - Dünne Schichten KW - Haftfestigkeit PY - 2019 AN - OPUS4-47489 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Hielscher-Hofinger, Stefan A1 - Lange, Thorid A1 - Stockmann, Jörg M. A1 - Weise, Matthias A1 - Rietz, U. A1 - Lerche, D. T1 - Centrifugal force meets materials testing – analytical centrifuge as multipurpose tool for tensile and compressive stress testing N2 - Up until several years ago, tensile and compressive tests have been exclusively carried out as single-sample tests within a tensile, hardness or universal testing machine. The availability of centrifuge technology changed this situation in 2013 in several ways because centrifugal force is used as testing force within a rotational reference frame. Firstly, multiple-sample strength testing became feasible for both tensile load condi-tions, e.g. determination of composite, bonding or adhesive strength, and compressive load conditions, e.g. hardness, compressibility and compactibility. Secondly, there is no need for a two-sided sample clamping and double-cardanic suspensions as samples are simply inserted using a one-sided sample support. Thirdly, shear forces can be avoided by means of guiding sleeves which steer test stamps acting as mass bodies for either tensile or compressive testing. Fourthly, up to eight samples can be tested under identical conditions within a very short period of time, typically within 15 minutes including sample loading and unloading. Hence, either a reliable statistics (of identical samples) or a ranking (of different samples) can be derived from one test run. The bench-top test system is described in detail and demonstrated that centrifugal force acts as testing force in an appropriate way because Euler and Coriolis force do not affect the testing results. Examples for both tensile strength testing, i.e. bonding strength of adhesives-bonded joints and adhesive strength of coatings, and compres-sive strength testing, i.e. Vickers-, Brinell- and ball indentation hardness and deter-mination of spring constants, are presented, discussed and compared with conven-tional tests within tensile, hardness or universal testing machines. At present, a maximum testing force of 6.5 kN can be realized which results at test stamp diameters of 5 mm, 7 mm, and 10 mm in tensile or compressive stress values of 80 MPa, 160 MPa, and 320 MPa. For tensile strength, this is already beyond bonding strength of cold- and warm-curing adhesives. Moreover, centrifuge technology is compliant to standards such as EN 15870, EN ISO 4624, EN ISO 6506/6507 and VDI/VDE 2616. Programmable test cycles allow both short-term stress and log-term fatigue tests. Based on a variety of examples of surface and bonding technology, applications in both fields R&D and QC are presented. Meanwhile, centrifuge technology is also accredited according to DIN EN ISO/IEC 17025. T2 - Intermationa Conference Dispersion Analysis & Materials Testing CY - Berlin, Germany DA - 22.05.2019 KW - Centrifugal Force KW - Compressive Stress KW - Tensile Stress PY - 2019 AN - OPUS4-48310 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Beck, Uwe A1 - Griepentrog, Michael A1 - Hertwig, Andreas A1 - Sahre, Mario A1 - Unger, Wolfgang A1 - Hodoroaba, Vasile-Dan A1 - Krüger, Jörg T1 - Plasma Germany, Fachausschuss Normung, Berichtszeitraum Herbst 2018 – Frühjahr 2019 N2 - Der Vortrag gibt den aktuellen Stand der Normung im Bereich der Oberflächentechnik insbesondere der Oberflächenanalytik und der Oberflächenmess- und -prüftechnik wider. Vorgestellt wird der Status technischer Berichte, Normenentwürfe und Normen u.a. zur Bewertung von Auflösung und Schärfe mit strahlbasierten Methoden im Nanometer- und Mikrometerbereich, zur Messung von Schichtdicken und Nanopartikeln in kritischen Dimensionen einschließlich Größen- und Formverteilungen mittels REM, zur Messung der Schichtdicke von Nanomaterialien und zur Klassifizierung von Kohlenstoffschichten mittels Ellipsometrie, zur Standardisierung der Ellipsometrie, zur Kalibrierung von Konfokalmikros-kopen für die Formmessung, zur linear elastisch dynamischen instrumentierten Eindringprüfung, zur Messung der flächenbezogenen Masse mittels AAS und ICP, zur Schichtpotentialmessung von Mehrfach-Nickelschichten, zur Schichtdicken und Flächen-widerstandsbestimmung sowie zur Bestimmung der Schichthaftung mittels Zentrifugentechnologie. T2 - Plasma Germany, Fachausschuss Normung, CY - Karlsruhe, Germany DA - 09.04.2019 KW - Stand der Normung KW - Oberflächenanalytik KW - Oberflächenmesstechnik KW - Qualitätssicherung PY - 2019 AN - OPUS4-48874 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -