分光エリプソメトリー（解析事例−1）
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ガラス基板上の透明酸化膜
ガラスなどの透明基板上の透明酸化膜の解析例を示します。分光エリプソメトリーによる解析としては非常に一般的な解析手法となります。
−ガラス基板上の薄膜評価の注意点−
一般的なソーダ石灰組成のガラスの屈折率はn=1.54近傍であり、また石英ガラスの屈折率はn=1.45程度です。測定と解析のページに記載しましたように、基板と膜材料の屈折率差が小さい(Δn＜0.1)場合は、基板／薄膜界面を十分に認識できなくなり正確な評価ができなくなります。そのような場合はSi基板上、あるいは屈折率差ができる光学基板上へ薄膜を成膜する必要があります。
解析手法
| 評価サンプル | ソーダ石灰組成のガラス基板上のTiO2膜 |
|---|---|
| 測定内容 | Psi及びDeltaデータの収集 分光光度計評価 透過率や反射率データの収集 |
解析手順
- 基板の光学定数を事前に評価しておきます（例えばデータベースの値などを使用します）。
- 各測定データを呼び出します。
- 膜構成モデルを構築します。
最下層に基板の光学定数層を呼び出し、その上にTiO2膜を解析するためのモデル関数を積層します。 - 基板厚みを入力します。
- TiO2モデル関数のパラメータ初期値を入力します。
- 実測データに対してフィッティングを開始します。
- MSE（最小二乗誤差）が最小となったら解析終了です。
- 実測値に対し十分な精度でフィッティングしない場合には、膜構造を再構築します。
EMA層（表面凹凸、変質層）、深さ方向の屈折率分布 など
MSE（Mean squared error)とは
計算値と測定値における差異に測定値の標準偏差によって重みをつけた値を二乗 したものの加算しします。モデルからの計算値と測定値が正確に一致した場合は0もしくは最小の値となります。
TiO2膜の分光エリプソでの解析例
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膜構成モデル |
パラメーター収束値 |
実測データとモデル計算データのフィッティング結果
最終的な計算結果：光学定数の波長分散特性
光学定数（波長分散データn、k値）はテキスト形式に変換してお渡しすることが可能です。
関連ページ
分光エリプソメトリーの測定・解析方法と他の解析事例は、以下のページをご覧ください。
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