分光エリプソメトリー & 分光エリプソメーターとは

分光エリプソメトリー(Spectroscopic Ellipsometry: SE)は、入射光と反射光の偏光の変化量を波長ごとに計測し、得られた測定データをもとに光学モデルを作成、フィッティング計算をすることにより薄膜の膜厚(d)および光学定数(屈折率 n、消衰係数 k)を非破壊、非接触で求める分析手法です。非常に高精度、高感度なため、サンプル表面のラフネスや界面の状態など、バルクや薄膜に関する多くの情報を得ることが可能です。この分析手法を用いる装置を分光エリプソメーター(Spectroscopic Ellipsometer)といいます。


分光エリプソメトリーの原理
分光エリプソメータの構成と方式

分光エリプソメトリーでわかること


分光エリプソメトリーでは、バルクの光学定数、表面粗さ、薄膜の膜厚、光学定数(n&k)のほか、薄膜材料の物質特性として、界面状態、結晶性、組成、光学バンドギャップ、光学異方性、電気特性(抵抗率、移動度、キャリア密度)や深さ方向の均一性など多くの情報を求めることができます。さらに、固体に限らず、液体の光学定数や液中における液体―固体界面などの評価も可能です。

膜厚 光学定数 材料物性
  • 薄膜層(Å~数十μm)
  • 表面酸化膜層
  • ラフネス層
  • 界面層など

 

  • 光学バンドギャップ
  • 結晶化率
  • 組成
  • 電気特性
  • 光学異方性 など

分光エリプソメトリーの特長


  • 非破壊・非接触評価
  • わずかな表面状態の変化を敏感に捉える高感度測定
  • 数Åの極薄膜~数十μmの厚膜まで測定可能
  • 単層・多層構造の膜厚、光学定数評価
  • 未知の材料の膜厚と光学定数が一度に求められる
  • 反射強度に依存しない
  • 表面粗さ(ラフネス)が大きいサンプルでも測定可能
  • 液体の光学定数評価
  • 液中における液体―固体界面評価


分光エリプソメトリー応用分野・用途


  • 半導体・化合物半導体
  • ディスプレイ
  • エネルギー
  • 化学・材料物性
  • 金属
  • バイオ・ライフサイエンス
  • 光学・バリアコーティング  など


  • 研究開発の用途のみならず、工場での製品や品質の管理目的にも使われています。


製品ラインアップ
アプリケーション事例
分光エリプソメトリーの手引き
技術情報