Abstracts der COWAN'94

Bestimmung dünner Oxidschichtdicken auf Metallen mittels Kohonen Netzes und topologischer Interpolation

Waltraud Kessler
Institut für Angewandte Forschung Reutlingen

Um die Lackhaftung auf Metallflächen zu verbessern und die Korrosionsneigung von Metallen zu verringern, werden Deckschichten (Oxidschichten) zwischen Metall und Lackschicht aufgebracht. Die Dicke dieser Deckschicht soll während der Produktion sehr schnell und zerstörungsfrei überprüft werden. Hierzu eignen sich optische Verfahren, insbesondere die Reflexionsspektroskopie bzw. die Interferenzspektroskopie. Die zugrunde liegenden physikalischen Grundsätze dieses Verfahrens sind bestens bekannt. Trotzdem ist eine Auswertung der Interferenzspektren mit klassischen Methoden vor allem für sehr dünne Schichten (< 100 nm) sehr aufwendig und oft unmöglich, wenn die zur Berechnung notwendigen optischen Konstanten des Substrats nicht bestimmt werden können. Neuronale Netze bieten die Möglichkeit, auch ohne Kenntnis der benötigten Konstanten, Schichtdicken zu bestimmen. Dazu ist es nötig, dem neuronalen Netz bestimmte Referenzspektren und die zugehörige Schichtdicke anzulernen. Mit diesem Wissen ist es dem Netz möglich, auch unbekannten Spektren die richtige Schichtdicke zuzuweisen. Wir benutzen zum Lernen der Spektren ein Kohonen Netz. In der Ausgabeschicht erfolgt eine Interpolation, deren Interpolationsparameter aber bereits in der Kohonenschicht, also der Eingabeschicht, berechnet werden, wobei die Nachbarschaftsbeziehungen der Neuronen im Kohonen Netz benutzt werden. Mit diesem Verfahren ist es möglich, mit nur 3 Referenzspektren zum Anlernen des Netzes, Schichtdicken im Bereich von 10 bis 100 nm aus den gemessenen Interferenzspektren zu berechnen.

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