Lo spessore dei film sottili viene misurato con varie tecniche, ognuna adatta a materiali e requisiti diversi. La scelta del metodo dipende da fattori quali la trasparenza del materiale, la precisione richiesta e le proprietà specifiche di interesse.
Metodi meccanici:
- Profilometria a stilo: Questo metodo prevede la scansione fisica di uno stilo sulla superficie del film per misurare la differenza di altezza tra il film e il substrato. Richiede la presenza di una scanalatura o di un gradino, che in genere viene creato mediante mascheratura o incisione di parti del substrato. Lo spessore viene quindi calcolato in base al profilo misurato.
- Interferometria: Questa tecnica utilizza l'interferenza delle onde luminose per misurare lo spessore. Richiede una superficie altamente riflettente per generare frange di interferenza. Lo spessore viene determinato analizzando queste frange. Come la profilometria a stilo, richiede un gradino o una scanalatura ed è sensibile all'uniformità del film.
Metodi non distruttivi e senza contatto:
- Ellissometria: Questo metodo misura la variazione di polarizzazione della luce dopo che questa interagisce con il film. Può determinare lo spessore e le proprietà ottiche (indice di rifrazione e coefficiente di estinzione) di film sottili. L'elipsometria è particolarmente utile per i film di spessore fino a 1000Å, ma presenta delle difficoltà con i substrati trasparenti, dove può richiedere una preparazione distruttiva per ottenere misure accurate.
Selezione della tecnica di misura:
La scelta della tecnica dipende dalle proprietà del materiale e dalle informazioni specifiche necessarie. Per i materiali trasparenti si preferiscono le misure di trasmissione, mentre per i substrati opachi potrebbero essere necessarie misure di riflessione. Anche l'indice di rifrazione, la rugosità superficiale, la densità e le proprietà strutturali possono influenzare la scelta del metodo.
In sintesi, la misurazione dello spessore di un film sottile comporta la scelta di una tecnica appropriata in base alle proprietà del materiale e ai requisiti specifici dell'applicazione. I metodi meccanici, come la profilometria a stilo e l'interferometria, richiedono il contatto fisico o l'alterazione del campione, mentre i metodi senza contatto, come l'ellissometria, offrono una maggiore versatilità ma possono richiedere considerazioni speciali per alcuni materiali.
