Reflexion von polarisiertem Licht
Bei der Ellipsometrie handelt es sich um ein spektrales Reflexionsexperiment mit polarisiertem Licht, bei dem die Änderung des Polarisationszustandes gemessen wird. Die voneinander unabhängige Betrachtung von Parallel- und Senkrechtkomponeten liefern die Amplituden- und Phaseninformation (Ψ und Δ). Die auf Basis eines parametrisierten Modells simulierten Daten werden in einem Fit-Algorithmus unter Verwendung von experimentell bestimmten oder in Materialdatenbanken verfügbaren Materialdaten mit den experimentellen Daten in bestmögliche Übereinstimmung gebracht. Die Fit-Prozedur liefert dann jeweils einen Satz (für das Substrat oder eine Schicht) der relevanten physikalischen Größen Brechungsindex n und Extinktionskoeffizient k oder Real- und Imaginärteil der dielektrischen Funktionen ε1 und ε2 einschließlich deren Dispersion.
Drude - Ellipsometer (Großbild)
Zusätzlich kann die (spektral unabhängige) Schichtdicke einer Schicht bestimmt werden. Bei Verzicht auf eine modellmäßige Beschreibung stellen die ellipsometrischen Rohdaten (Ψ und Δ) ein Fingerprintspektrum dar, das die elektronische Struktur (Mikrostruktur, Stöchiometrie, Dichte) einschließlich der Schichtdicke eines gegebenen Schicht-Substrat-Systems eindeutig beschreibt. Letzteres ist für die Identifikations-, Homogenitäts- und Stabilitätsprüfung von Bedeutung.