ellipszometriával

Ellipszetria vagy ellipszometria olyan optikai mérési módszer, amely a fény visszavert polarizációállapotának megváltozását használja fel vékonyrétegek optikai tulajdonságainak és vastagságának meghatározására. A mérés során a beeső fényt a kiválasztott polarizációs állapotban irányítják a mintára, majd a visszavert fényt analizálják.

Az alapvető mérési mennyiség a komplex tükrözési arány rho = rp/rs, ahol rp a párhullámhosszt megőrző, p-szó polarizáció visszaverődési tényezője és rs a s-polarizációé. A nagyrészt szemléltető mennyiségek a psi és delta, amelyeket a rho kifejezéséből nyerünk: |rho| = tan(psi) és Δ = arg(rho). Ebből a két paraméterből és a minta rétegstruktúrájából számíthatók a rétegvastagságok és az anyagokra jellemző n és k (a refrakció- és absorption indexek).

Mérési formák és eszközök: spektrális ellipszometria a különböző hullámhosszakon történő mérésre, imaging ellipszometria a felületképek helyi jellemzésére, illetve null-ellipszometria a kiemelten pontos mérés érdekében. A beesési szög és a használt fényhullámhossz széles spektrumon alkalmazható, gyakran UV–VIS–NIR tartományban.

Adatfeldolgozás: modell-alapú értelmezést alkalmaznak, ahol a rétegzett rétegek refraktív indexeit és elhelyezkedésüket igazítják a mérési psi, delta adatokhoz. A számításokban gyakran alkalmaznak 4×4-es Berreman-mátrixokat a multi-rétegek esetére.

Alkalmazások: vékonyrétegek vastagság- és rétegkompozíciójának meghatározása (oxidok, fém- és polimerrétegek), felületesszélek elemzése, minőségi kontroll, szenzoros alkalmazások és kutatási célú anyagtudomány. Előnyei közé tartozik a non-destruktív, érintésmentes mérés és a nagy érzékenység vastagságokra nézve, hátránya pedig a modellfüggőség és a pontos optikai állapotokra vonatkozó szükséges ismeretek korlátozottan általánosíthatósága.