Co to jest elipsometr?

Elipsometria jest techniką optyczną do pomiaru grubości i właściwości optycznych wyjątkowo cienkich warstw lub warstw materiału. Mierne właściwości są współczynnikiem załamania światła lub ile światła jest wygięte, a poziom absorpcji światła, zwany współczynnikiem absorpcji . Elipsometr to urządzenie używane do wykonywania tych pomiarów.

Elipsometry działają, świecąc dobrze zdefiniowanym źródłem światła na materiale i uchwycenie odbicia. Współczesne elipsometry używają laserów, zazwyczaj laserów hel-neon, jako źródło. Belka elipsometru najpierw przechodzi przez polaryzator, dzięki czemu można przejść tylko światło w znanym kierunku. Następnie przechodzi przez urządzenie zwane kompensatorem, które eliptycznie polaryzuje wiązkę światła. Pozostałe światło jest następnie odbijane od badanego materiału.

Analiza zależy od prawa Snella; Kiedy wiązka światła uderzy w materiał, niektórzy natychmiast odbijają się, a niektóre przejdą do dalekiego ujściae przed odbiciem. Mierząc różnicę między dwoma odbiciami, można określić grubość urządzenia. Odbudowane światło ulega również zmianie polaryzacji; Ta zmiana służy do obliczenia współczynnika załamania światła i współczynnika absorpcji.

Aby elipsometr działał prawidłowo, badany materiał musi spełniać pewne właściwości fizyczne. Próbka musi składać się z niewielkiej liczby dobrze zdefiniowanych warstw. Warstwy muszą być optycznie jednorodne, mieć identyczną strukturę molekularną we wszystkich kierunkach i odzwierciedlać znaczne ilości światła. Jeśli którekolwiek z tych wymagań zostanie naruszone, standardowe procedury nie będą działać.

Elipsometry to wyjątkowo wrażliwe urządzenia, zdolne do mierzenia warstw tak cienkich jak jeden atom. Są szeroko stosowane w produkcji półprzewodników, w której kolejne warstwy materiału są chemicznie uprawianeInny.

Elipsometria jest nieniszcząca; Proces nie ma negatywnego wpływu na materiał mierzony elipsometrem. Z powodu tej funkcji rośnie użycie elipsometrów w naukach biologicznych. Materiały biologiczne są znacznie mniej jednolite niż materiały produkowane i na ogół nie mają fizycznych cech niezbędnych do tradycyjnej elipsometrii. Nowe techniki, takie jak stosowanie wielu elipsometrów ułożonych pod różnymi kątami, zostały opracowane do pracy z takimi materiałami.