Abstract
橢圓偏光儀可直接用來量測固體之光學性質，n 和k ，及薄膜的厚度，其可量測之範圍在幾十埃(A) 到數千埃(A) ，它的優點是非接觸性量測，且為非破壞性，是非常好的量測工具。缺點是表面的結構或狀態對量測會有影響，因此對同一樣品，不同的表面結構或狀態，便有不同的量測值。通常影響較大的表面因素有：?表面結構：如缺陷，表面結構方向……，等。?表面的殘餘切應力狀態。?表面的氧化層或其他污染。?表面的粗糙度。等等許多因素。本文僅討論表面粗糙度對其量測的影響。通常在使用橢圓偏光儀時，都假設樣品之表面為理想的，即表面完全平滑，介質為等向性（isotropy）及均質性（homogeneity ），因此可使用Fresnel equation來描述反射及析射情形，但實際上表面並非理想得，所以Fresnel equation須要做些修正。本文僅考慮粗糙表面的情形，介質依然為等向性及均質性，且粗糙高度的均方根（therms of heights ）遠小於入射波長，因此我們可用向量微擾理論，取到第一階（tofirst order ）近似，來處理粗糙表面對光的散射情形，再用它的結果來計算粗糙表面對橢圓偏光參數Ψ與△，的影響，其次，我們把計算結果繪圖比較，並繪出純量理論的相對結果，並比較之，同時也做了實驗，以矽（Si）為樣品，其結果我們做了些定性分析。還有，本文也描述了光通過各元件後的偏極化情形，包括平滑面與粗糙面。本文應用已經發展出來的向量微擾理論來處理這個主題，比以往前人所估的處理方式，如the OL theory ，等效介質理論等，還要明確及有用，它可看出S 波與P 波的散射情形，在不同的粗糙度下（如，不同一的δ，a ），因S 波與P 波的散射改變，如何影響到橢圓偏光參數，Ψ特點，為其它相似主題之論述所沒有。