薄膜の厚みを測定することは、研究から工業プロセスまで、様々な用途において極めて重要です。
さまざまな手法があり、それぞれが特定の材料や要件に適しています。
どの手法を選択するかは、材料の透明度、必要な精度、関心のある特定の特性などの要因によって決まります。
4つの主要技術
1.機械的方法
スタイラスプロフィロメトリー
この方法では、フィルム表面をスタイラスで物理的にスキャンする。
フィルムと基板の高低差を測定する。
通常、基板の一部をマスキングまたはエッチングして溝や段差を作ります。
その後、測定されたプロファイルに基づいて厚さが計算される。
干渉法
光波の干渉を利用して厚みを測定する手法。
干渉縞を発生させるには、反射率の高い表面が必要です。
この干渉縞を解析することで厚さを決定します。
触針式プロフィロメトリーと同様、段差や溝が必要で、フィルムの均一性に影響を受けやすい。
2.非破壊・非接触法
エリプソメトリー
フィルムと相互作用した後の光の偏光変化を測定する方法。
薄膜の厚みや光学特性（屈折率や消衰係数）を測定することができる。
エリプソメトリーは、厚さ1000Åまでのフィルムに特に有効です。
エリプソメトリーは、透明な基板では、正確な測定値を得るために破壊的な準備が必要になる場合があるという課題に直面する。
3.測定技術の選択
測定技術の選択は、材料の特性と必要とされる特定の情報によって決まる。
透明な材料の場合、透過測定が好まれるかもしれない。
不透明な基板では反射測定が必要になる場合がある。
屈折率、表面粗さ、密度、構造特性も測定法の選択に影響を与える。
4.まとめ
薄膜の厚さを測定するには、材料の特性とアプリケーションの特定の要件に基づいて適切な手法を選択する必要があります。
触針式プロフィロメトリーやインターフェロメトリーのような機械的な方法では、試料に物理的な接触や加工を加える必要があります。
エリプソメトリーのような非接触法は汎用性が高いですが、材料によっては特別な配慮が必要な場合があります。
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