Qu'est-ce qu'un ellipsomètre?

L'ellipsométrie est une technique optique pour mesurer l'épaisseur et les propriétés optiques de couches ou de couches extrêmement minces.Les propriétés mesurables sont l'indice de réfraction, ou la quantité de lumière pliée, et le niveau d'absorption de la lumière, appelée Coefficient d'absorption .Un ellipsomètre est un appareil utilisé pour effectuer ces mesures.

Les ellipsomètres fonctionnent en faisant briller une source de lumière bien définie sur un matériau et en capturant la réflexion.Les ellipsomètres modernes utilisent des lasers, généralement des lasers d'hélium-neon, comme source.Le faisceau d'ellipsomètre passe d'abord par un polariseur de sorte que seule la lumière orientée dans une direction connue peut passer.Il passe ensuite par un dispositif appelé compensateur, qui polarise elliptiquement le faisceau lumineux.La lumière restante est ensuite rebondi sur le matériau à l'étude.

L'analyse dépend de la loi de Snells;Lorsqu'un faisceau de lumière frappe un matériau, certains se refléteront immédiatement, et certains passeront de l'autre côté du matériau avant de réfléchir.En mesurant la différence entre les deux réflexions, l'épaisseur de l'appareil peut être déterminée.La lumière réfléchie subit également un changement de polarisation;Cette modification est utilisée pour calculer l'indice de réfraction et le coefficient d'absorption.

pour qu'un ellipsomètre fonctionne correctement, le matériau examiné doit satisfaire certaines propriétés physiques.L'échantillon doit être composé d'un petit nombre de couches bien définies.Les couches doivent être optiquement homogènes, ont une structure moléculaire identique dans toutes les directions et reflètent des quantités importantes de lumière.Si l'une de ces exigences est violée, les procédures standard ne fonctionneront pas. Les ellipsomètres sont des dispositifs extrêmement sensibles, capables de mesurer les couches aussi minces qu'un seul atome.Ils sont largement utilisés dans la fabrication de semi-conducteurs où les couches successives de matériaux sont cultivées chimiquement les unes sur les autres. L'ellipsométrie n'est pas destructive;Un matériau mesuré par un ellipsomètre n'est pas affecté par le processus.En raison de cette caractéristique, l'utilisation d'ellipsomètres dans les sciences biologiques augmente.Les matériaux biologiques sont beaucoup moins uniformes que les matériaux fabriqués et n'ont généralement pas les caractéristiques physiques nécessaires à l'ellipsométrie traditionnelle.De nouvelles techniques, comme l'utilisation de plusieurs ellipsomètres disposés sous différents angles, ont été développés pour travailler avec ces matériaux.