橢偏儀測量

測量過程

橢偏參數

在橢偏測量過程中，有兩個橢偏參數非常關鍵。（標準）橢圓偏振測量四個史托克參數(Stokes parameters)中的兩個，通常以Δ及Φ來表示。TanΦ為反射後之振幅比，Δ為相位移（相差）。由於橢圓偏振系測量兩項之比值（或差異）而非其絕對數值，因此這技術所得的數據是相當正確且可再現的，其對散射及擾動等因素較不敏感，且不需要標準樣品或參考樣品。

數據分析和擬合

橢圓偏振為間接量測的技術，也就是說，一般測得的Δ及Φ並不能直接轉換為樣品的光學常數，通常需要建構模型來進行分析。只有對於無限厚（約厘米等級）、各向同性且均勻的膜，才可能直接轉換得到其Δ及Φ之數值。在所有其他的情形下，則必需建構其層狀模型，並考慮所有各層之各別的光學常數如(折射率或介電常數)及厚度，且依正確的層畳順序建立。再藉由多次最小方差法最適化，變動未知的光學常數及(或)厚度參數，以之代入菲涅耳方程計算求得其對應Δ及Φ數值。最後，所得最接近實驗數據之Δ及Φ數值，其參數來源的光學常數及(或)厚度可視為此量測之最適化結果。

橢偏測量結果

橢偏測量可取得薄膜的介電性質（複數折射率或介電常數）。它已被套用在許多不同的領域，從基礎研究到工業套用，如半導體物理研究、微電子學和生物學。橢圓偏振是一個很敏感的薄膜性質測量技術，且具有非破壞性和非接觸之優點。

分析自樣品反射之偏振光的改變，橢圓偏振技術可得到膜厚比探測光本身波長更短的薄膜資訊，小至一個單原子層，甚至更小。橢圓儀可測得複數折射率或介電函式張量，可以此獲得基本的物理參數，並且這與各種樣品的性質，包括形態、晶體質量、化學成分或導電性，有所關聯。它常被用來鑑定單層或多層堆疊的薄膜厚度，可量測厚度由數埃（Angstrom）或數納米到幾微米皆有極佳的準確性。

被測材料

半導體物理、通訊、數據存儲、光學鍍膜、平板顯示器、表界面科學研究、物理、化學、生物、醫藥、介電材料、有機高分子聚合物、金屬氧化物、金屬鈍化膜、各種液體薄膜、自組裝單分子層、多層膜物質等等

套用特點

在現代科學技術中，薄膜有著廣泛的套用。因此測量薄膜的技術也有了很大的發展，橢偏法就是70年代以來隨著電子計算機的廣泛套用而發展起來的已有的測量薄膜的最精確的方法之一。橢偏法測量具有如下特點：

1.能測量很薄的膜（1nm），且精度很高，比干涉法高1-2個數量級。

2.是一種無損測量，不必特別製備樣品，也不損壞樣品，比其它精密方法：如稱重法、定量化學分析法簡便。

3.可同時測量膜的厚度、折射率以及吸收係數。因此可以作為分析工具使用。

4.對一些表面結構、表面過程和表面反應相當敏感。是研究表面物理的一種方法。