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, lśniąc dobrze zdefiniowane źródło światła na materiale i uchwycając odbicie.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 Snellsa;Gdy wiązka światła uderzy w materiał, niektóre natychmiast odbijają się, a niektóre przejdą na drugą stronę materiału przed refleksją.Mierząc różnicę między dwoma odbiciami, można określić grubość urządzenia.Odbudowane światło ulega również zmianie polaryzacji;Zmiana ta 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 zostaną naruszone, standardowe procedury nie będą działać.

Elipsometry są wyjątkowo wrażliwymi urządzeniami, zdolnymi do mierzenia warstw tak cienkich jak jeden atom.Są one szeroko stosowane w produkcji półprzewodników, w której kolejne warstwy materiału są chemicznie uprawiane na siebie.

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.