A espessura de uma película fina é medida utilizando várias técnicas, cada uma delas adequada a diferentes materiais e requisitos. A escolha do método depende de factores como a transparência do material, a precisão necessária e as propriedades específicas de interesse.
Métodos mecânicos:
- Profilometria de estilete: Este método envolve o varrimento físico de um estilete através da superfície da película para medir a diferença de altura entre a película e o substrato. Requer a presença de uma ranhura ou degrau, que é normalmente criado através de mascaramento ou gravação de partes do substrato. A espessura é então calculada com base no perfil medido.
- Interferometria: Esta técnica utiliza a interferência de ondas de luz para medir a espessura. Requer uma superfície altamente reflectora para gerar franjas de interferência. A espessura é determinada pela análise destas franjas. Tal como a perfilometria com estilete, requer um degrau ou ranhura e é sensível à uniformidade da película.
Métodos não destrutivos e sem contacto:
- Elipsometria: Este método mede a mudança na polarização da luz após a sua interação com a película. Pode determinar a espessura e as propriedades ópticas (índice de refração e coeficiente de extinção) de películas finas. A elipsometria é particularmente útil para películas até 1000Å de espessura, mas enfrenta desafios com substratos transparentes, onde pode exigir uma preparação destrutiva para obter medições exactas.
Seleção da técnica de medição:
A escolha da técnica depende das propriedades do material e da informação específica necessária. Para materiais transparentes, as medições de transmissão podem ser preferidas, enquanto os substratos opacos podem necessitar de medições de reflexão. O índice de refração, a rugosidade da superfície, a densidade e as propriedades estruturais também podem influenciar a escolha do método.
Em resumo, a medição da espessura de películas finas implica a seleção de uma técnica adequada com base nas propriedades do material e nos requisitos específicos da aplicação. Os métodos mecânicos, como a perfilometria e a interferometria, requerem contacto físico ou alteração da amostra, enquanto os métodos sem contacto, como a elipsometria, oferecem maior versatilidade, mas podem exigir considerações especiais para determinados materiais.
