XRR：X-ray Reflectivity
特徴
XRRは、X線を試料表面に極浅い角度で入射させ、その反射強度を測定します。この測定で得られた反射X線強度プロファイルをシミュレーション結果と比較し、シミュレーションパラメータを最適化することによって、試料の膜厚・密度を決定する手法です。
- 膜厚の評価が可能 （2～300nm 程度）
- 表面粗さの評価が可能（Rms = 5nm 以下）
- 約10×20mm の広い範囲の平均情報を得ることが可能
- 密度の評価が可能
- 非破壊で分析が可能
適用例
- 薄膜の膜密度評価・膜厚評価
（Si酸化膜・Low-k膜・磁性材料・金属膜・有機EL・非晶質膜などの膜密度・膜厚評価）
- 積層膜の膜密度評価
- 界面層の密度評価・膜厚評価
原理
「臨界角（θc）」とは、屈折率が大きいところから小さいところに光が向かうとき、全反射が起きる最も小さな入射角のことです。
試料にX線を極浅い角度で入射させると、入射角 が臨界角より小さいときは入射したX線はすべて反射（全反射）されます。入射角を徐々に大きくしていき、入射角が臨界角より大きくなると、X線が薄膜中に侵入し、反射X線の強度が小さくなります。
さらに入射角を大きくしていくと、薄膜表面で反射したX線と各界面で反射したX線が互いに干渉し、振動プロファイルが観測されます。このようにして得られた反射率の振動プロファイルは、その物質の d：膜厚、ρ：密度、σ：ラフネスに応じた特有のプロファイルとなります。
膜構造を仮定してシミュレーションを行い、実測値とシミュレーション結果が合うように各パラメータの最適化を行うことで、膜厚・密度・ラフネスの評価を行います。
装置構成
入射光学系に放物面形状の人工多層膜を採用することにより、高輝度の平行ビームが得られます。また、高感度・広いダイナミックレンジを有する検出器を用いることで極薄膜の膜厚・密度・ラフネスの評価が可能となります。
データ例
反射スペクトル：実測とシミュレーション
- 縦軸：X線反射強度⇒ 反射率
- 横軸：2θ (deg) ⇒ 走査軸の角度
シミュレーション結果
データ形式
- PDFファイル： 反射率プロファイル・シミュレーションプロファイル
- Excelファイル： 密度・膜厚の数値データ
仕様
| 搬入可能試料サイズ | ～8インチウエハまで、厚み20mm以下 ※必要に応じて割断させて頂くことがあります。 |
| 測定領域 | 10mm×20mm 程度 ※上記より小さい場合は別途ご相談ください。 |
| 測定可能膜厚 | 数nm～300nm程度 |
必要情報
- 目的/測定内容
- 試料情報
(1)数量、予備試料の有無など
(2)基板情報、層構造、膜組成、膜厚
(3)解析に用いる組成比
(4)その他試料取扱い注意事項 等 - 納期
(1)ご希望の速報納期
(2)注意事項 - その他の留意点
注意点
以下の場合、評価が困難な場合があります。
- 試料が十分平坦でない場合(表面・界面粗さが数nm以下だと十分平坦であるといえます)
- 基板がフレキシブルである（剛性が低い）場合