分光エリプソメータ　FE-5000 series

原　理

試料にs波とp波を含む直線偏光を入射し、その反射光の楕円偏光を測定します。s波とp波は位相と振幅が独立に変化して、試料に依存した2種類の偏光の変換パラメータであるp波とs波の反射率の比tanψおよび位相差Δが得られます。

tanψ、consΔはエリプソパラメータと呼ばれており、分光エリプソメトリーではこの2つのパラメータの波長依存スペクトルが測定されます。

仕　様

*1　偏光子駆動可能、不感帯に有効な位相差板着脱可能です。
*2　VLSIスタンダードSiO2膜（100nm）を用いた場合の値です。
*3　自動ステージ選択時の値です。

測定例

液晶ディスプレイなどに用いられる透明電極材料であるITO（Indium-tin-oxide）は、製膜後のアニール処理（熱処理）によって導電性や色味が向上します。その際、酸素状態や結晶性も変化しますが、この変化は膜の厚みに対して段階的に傾斜変化することがあり、光学的に組成が均一な単層膜として見なすことができません。
このようなITOに対し、傾斜モデルを用いて、上部界面と下部界面のnkから、傾斜の度合いを測定した事例を紹介します。

サンプルの表面に粗さ（Roughness)がある場合、表面粗さを雰囲気（Air)と膜厚材料が比率 １ 対 １ で混合した“粗さ層”としてモデル化し、粗さと膜厚を解析することが可能です。 ここでは表面粗さが数nmあるSiN（窒化シリコン）を測定した事例を記載します。

有機EL材料は酸素や水分に弱く、通常大気下では変質・ダメージを受けてしまう場合があります。そこで、製膜後はすぐにガラスで封止をされます。 封止された状態のまま、ガラス越しに膜厚を測定した事例を記載します。 ガラスと中間の空気層は、非干渉層モデルを用います。

最小二乗法でフィッティングをして膜厚値（ｄ）を解析するには材料のnkが必要です。nkが未知の場合、d とnkの両方を可変パラメータとして解析します。　しかしながら、ｄ が100nm以下の極薄膜の場合、ｄ とnkとを分離することができず、そのため精度が低下して正確な ｄ が求められないことがあります。　 このような場合、ｄ の異なるサンプルを複数測定し、nkが同一であると仮定して同時解析（複数点解析）をします。これにより精度よくnkを求め、正確な ｄ を求めることが可能です。