METHOD FOR THE COMPUTER-ASSISTED DETERMINATION OF PHYSICAL PROPERTIES OF A POROUS LAYER DISPOSED ON A SURFACE OF A SUBSTRATE

• Main Authors: BOTCHAK MOUAFI, Yves Patrick, MICARD, Gabriel, TERHEIDEN, Barbara
• Format: Patent
• Language: English; French; German
• Published: 04.08.2022
• Subjects: MEASURING; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS; MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEARDIMENSIONS; PHYSICS; TESTING

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung (15) zum computergestützten Ermitteln von physikalischen Eigenschaften einer an einer Oberfläche eines Substrats (3) befindlichen porösen Schicht (1), beschrieben. Die physikalischen Eigenschaften umfassen zumindest eine Schichtdicke (d) der Schicht, eine Porosität (p) der Schicht und eine Rauigkeit (r) der Schicht an einer Grenzfläche (9) zu dem die Schicht tragenden Substrat. Das Verfahren umfasst: - Erfassen eines Reflexionsverlaufs (39) betreffend auf die poröse Schicht eingestrahlten Lichts (25) innerhalb eines Wellenlängenbereichs, in dem die poröse Schicht weitgehend transparent ist, - Setzen eines vorbestimmten Rauigkeitsstartwerts, - Setzen eines Porositätsstartwerts basierend auf Kenntnissen betreffend einen Herstellungsprozess zum Bilden der porösen Schicht - Setzen eines Schichtdickenstartwerts basierend auf einer Auswertung von periodischen Schwankungen von Reflexionsintensitäten innerhalb des erfassten Reflexionsverlaufs, - Ermitteln der physikalischen Eigenschaften der porösen Schicht durch computergestütztes Anfitten des erfassten Reflexionsverlaufs unter Verwendung einer nichtlinearen Methode der kleinsten Quadrate, beispielsweise eines Levenberg- Marquardt-Algorithmus oder eines Trust-Region-Verfahrens, ausgehend von dem Rauigkeitsstartwert, dem Porositätsstartwert und dem Schichtdickenstartwert. Described are a method and a device (15) for the computer-assisted determination of physical properties of a porous layer (1) disposed on a surface of a substrate (3). The physical properties comprise at least a layer thickness (d) of the layer, a porosity (p) of the layer and a roughness (r) of the layer at a boundary surface (9) to the substrate carrying the layer. The method comprises: - acquiring a reflection profile (39) of the light (25) incident on the porous layer within a wavelength range in which the porous layer is largely transparent, - setting a predefined roughness start value, - setting a porosity start value based on knowledge of a production process for forming the porous layer, - setting a layer thickness start value based on an evaluation of periodic fluctuations in reflection intensities within the reflection profile acquired, - determining the physical properties of the porous layer by computer-assisted fitting of the acquired reflection profile using a nonlinear least squares method, for example a Levenberg-Marquardt algorithm or a trust region method, proceeding from the roughness start value, the porosity start value and the layer thickness start value. L'invention concerne un procédé et un dispositif (15) pour la détermination assistée par ordinateur de propriétés physiques d'une couche poreuse (1) disposée sur une surface d'un substrat (3). Les propriétés physiques comprennent au moins une épaisseur de couche (d) de la couche, une porosité (p) de la couche et une rugosité (r) de la couche au niveau d'une surface limite (9) sur le substrat portant la couche. Le procédé comprend les étapes suivantes : acquérir un profil de réflexion (39) de la lumière (25) incidente sur la couche poreuse dans une plage de longueurs d'onde dans laquelle la couche poreuse est largement transparente ; définir une valeur de début de rugosité prédéfinie ; définir une valeur de début de porosité sur la base de la connaissance d'un processus de production destiné à former la couche poreuse ; définir une valeur de début d'épaisseur de couche sur la base d'une évaluation de fluctuations périodiques dans des intensités de réflexion à l'intérieur du profil de réflexion acquis ; déterminer les propriétés physiques de la couche poreuse par ajustement assisté par ordinateur du profil de réflexion acquis en utilisant un procédé de moindres carrés non linéaires, par exemple un algorithme de Levenberg-Marquardt ou un procédé de région de confiance, à partir de la valeur de début de rugosité, de la valeur de début de porosité et de la valeur de début d'épaisseur de couche.