Толщина тонкой пленки измеряется с помощью различных методов, каждый из которых подходит для разных материалов и требований. Выбор метода зависит от таких факторов, как прозрачность материала, требуемая точность и специфические свойства, представляющие интерес.
Механические методы:
- Профилометрия щупом: Этот метод предполагает физическое сканирование щупом по поверхности пленки для измерения разницы высот между пленкой и подложкой. Для этого требуется наличие канавки или ступеньки, которые обычно создаются путем маскирования или травления части подложки. Затем на основе измеренного профиля рассчитывается толщина.
- Интерферометрия: Этот метод использует интерференцию световых волн для измерения толщины. Для этого требуется высокоотражающая поверхность для создания интерференционных полос. Толщина определяется путем анализа этих полос. Как и профилометрия с помощью щупа, она требует наличия ступеньки или канавки и чувствительна к однородности пленки.
Неразрушающие, бесконтактные методы:
- Эллипсометрия: Этот метод измеряет изменение поляризации света после его взаимодействия с пленкой. Он позволяет определить толщину и оптические свойства (показатель преломления и коэффициент экстинкции) тонких пленок. Эллипсометрия особенно полезна для пленок толщиной до 1000Å, но сталкивается с проблемами при работе с прозрачными подложками, где для получения точных измерений может потребоваться разрушительная подготовка.
Выбор метода измерения:
Выбор метода зависит от свойств материала и конкретной необходимой информации. Для прозрачных материалов предпочтительны измерения пропускания, в то время как непрозрачные подложки могут потребовать измерений отражения. Показатель преломления, шероховатость поверхности, плотность и структурные свойства также могут повлиять на выбор метода.
В целом, измерение толщины тонкой пленки предполагает выбор подходящей методики, основанной на свойствах материала и специфических требованиях приложения. Механические методы, такие как профилометрия с помощью щупа и интерферометрия, требуют физического контакта или изменения образца, в то время как бесконтактные методы, такие как эллипсометрия, отличаются большей универсальностью, но могут потребовать специальных мер для некоторых материалов.
