in-situ röntgendiffraktion zur charakterisierung von mechanischen ...

4.3 Temperaturabhängige Substratkrümmung mittels XRD
4. Ergebnisse und Diskussion
Im Zuge der röntgenographischen Substratkrümmungsmessung wurde eine Heizkammer zur
temperaturabhängigen Krümmungsmessung entwickelt (vgl. Kapitel 3.5.2). Mittels dieser
Heizkammer wurden erstmals temperaturabhängige röntgenographische
Substratkrümmungsmessungen durchgeführt. Die Messungen erfolgten in einem
Temperaturintervall von Raumtemperatur bis 400°C und wurden mit einem
Labordiffraktometer (vgl. Kapitel 3.3.1) ausgeführt. Die Ergebnisse dieser Studie sind im
folgenden Abschnitt angeführt.
4.3.1 Krümmungsmessungen an unbeschichteten Si(100) Substraten
Zur Beurteilung der Heizkammerfunktionalität wurden vor der Messung von beschichteten
Substraten temperaturabhängige Messungen der Substratkrümmung an unbeschichteten
Substraten durchgeführt. Diese dienten zur Abschätzung des Verhaltens von reinen
Substraten beim Aufheizen in der Heizkammer. Die Messung erfolgte an einem 140µm und
einem 310µm dicken Si(100) Substrat. Abbildungen 4.16 und 4.17 veranschaulichen den
Zusammenhang von ∆ω zu ∆x bei einigen ausgewählten Temperaturen.
∆ω (°)
0.01
0.00
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
050°C
100°C
200°C
300°C
350°C
-0.05
0 2 4 6 8 10 12
∆x (mm)
Abbildung 4.16: Temperaturabhängige Messung der Ausgangskrümmung für unbeschichtete,
140µm dicke Si(100) Substrate. Die Messungen wurden in Temperaturschritten (∆T=50°C) von
Raumtemperatur (RT) bis 350°C durchgeführt. Die angegebenen Fehlerbalken beziehen sich
auf den Fehler ∆ω=0.005° und ∆x=0.01mm.
Aus Abbildung 4.16 erkennt man, dass auch in unbeschichteten Substraten eine Krümmung
vorliegt. Die erhaltenen Krümmungsradien aus den ∆ω zu ∆x Abhängigkeiten liegen bei
R>16±6m im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 350°C.
Wie aus den ∆ω - ∆x Zusammenhängen ersichtlich ist, sind im Falle unbeschichteter
Substrate die Messfehler in ∆ω gegenüber der Substrat-Ausgangskrümmung nicht mehr
vernachlässigbar klein. Das bedeutet, dass der lineare Zusammenhang zwischen ∆ω und ∆x
im Fehlerbereich stark variieren kann, und so die Ausgangskrümmung (entspricht der
Steigung in Abbildung 4.17) vernachlässigbar gegen die Fehler der Messung sind. Daher
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