なぜ単一波長エリプソではなく、分光エリプソメーターが必要なのか？

1. 薄膜1層でn,k,dのいずれかが分かっている場合

測定量 : ,
未知数 : n,d ( k = 0 )
tan = P(n,k,d)
★欠点
  • 測定精度が悪い
  • 膜厚が 100 以下の薄膜では n,d の区別が付かない。
  • 厚い膜に関しては、大体の厚さの範囲が分からなければ、膜厚の決定が出来ない
2つの測定量から2つの未知数を求めることは出来る

しかし
単一波長エリプソで測定・解析可能

2. 未知の薄膜1層の場合

測定量 : ,
未知数 : n,k,d
2つの測定量から3つの未知数を求めることは出来ない
よって通常の単一波長エリプソ測定では解析不可能

なぜ？
  • 入射角度を変化させて測定(',')
  • 異なる波長のレーザーを用いて測定
以上のように測定量を増やしても解析困難
  • (,)と(',')に強い相関関係が見られるため、独立した n,k,d を計算出来ない
  • 波長を変化させても、各波長で得られる測定量がそれぞれ独立しているため、結局2つの測定量から3つの未知数は計算できない

3. 多層膜の場合（例:3層膜）

測定量 : ,
未知数 :
2つの測定量から多数の未知数を求めることは出来ない
よって単一波長エリプソ測定にて解析不可
単一波長エリプソメーターではなく分光エリプソメーターが必要

なぜ？
入射角度を変化させて測定し、測定量を増やしても
  • 時間がかかる
  • 相関関係強いため、独立した n,k,d を計算出来ない