光譜橢圓偏光術與光譜反射率量測的差異：量測的量、極薄膜靈敏度、多層膜比較
兩者都是對晶圓照光並量測反射光，以非接觸、非破壞的方式求出薄膜厚度的方法。光譜橢圓偏光術讓偏振光斜向入射，逐一波長量測反射使偏振狀態產生的變化(Ψ與Δ)。光譜反射率量測多半讓光垂直入射，量測反射光強度的光譜(反射率)。兩者都要套入光學模型來求膜厚，但橢圓偏光術還利用相位資訊，因此擅長數nm以下的極薄膜、多層膜與光學常數的評估；反射率量測則設備簡單、速度快，適合較厚薄膜的膜厚管理。
| 項目 | 光譜橢圓偏光術 | 光譜反射率量測 |
|---|---|---|
| 量測的量 | 反射後p偏振與s偏振的振幅比(tanΨ)與相位差(Δ) | 反射光強度的光譜(反射率) |
| 照光方式 | 讓偏振光斜向入射(入射角一般約60〜75°) | 多半垂直入射。不需控制偏振 |
| 可求得的值 | 容易同時求得膜厚與光學常數(折射率n、消光係數k) | 主要是膜厚。光學常數多半使用已知值 |
| 對模型的依賴 | 強。以膜結構與色散公式的模型擬合求值 | 同樣使用模型。厚的單層膜可由干涉條紋間隔較直接求得，但結果受光學常數的假設影響 |
| 對極薄膜(數nm以下)的靈敏度 | 高。由Δ的變化可分辨小於0.1 nm的差異，也能量測原生氧化膜或閘極絕緣膜 | 低。不會出現干涉條紋，反射率變化小，精度下降 |
| 擅長的膜厚範圍(參考) | 小於1 nm至數µm左右 | 數十nm至數十µm左右 |
| 多層膜 | 擅長。每個波長可得到2個量，容易分別決定各層的膜厚與光學常數 | 層數增加後，難以分別決定各層 |
| 設備與速度 | 使用偏振片等，構造複雜。斜向入射使光點拉長，每點的時間也稍長 | 構造簡單、速度快，光點容易縮小。容易整合進其他設備 |
| 主要用途 | 閘極絕緣膜與High-k膜、薄的氧化膜與氮化膜、多層膜的膜厚與光學常數、光學式尺寸量測(散射量測) | 光阻、厚的氧化膜或層間絕緣膜的膜厚，以及整合在CMP等設備中的膜厚監控 |
數值為具代表性的大致參考值，會因世代或產品而異。