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X線回折による薄膜評価測定

  • 方法
    〔X線反射率〕
     薄膜の膜密度・膜厚・ラフネスを定量分析
     →X線の入射角度が0から5度程度の小角領域の反射X線の測定を行う
    〔薄膜X線分析〕
     nmスケールの極薄膜だけの回折ピークを検出
     →1度以下の微斜角でX線を入射して測定を行う
  • 試験装置・ソフト
    装置型式:㈱リガク製 高分解能・微小部複合型X線回折装置 SmartLab-RapidⅡ
    試料条件:大きさ8inchφ以下、厚み24mmt以下、重量2kg以下で平坦な板状であること
  • イメージ

    ※クリックすると拡大します。

    • 図1)Cu(300nm)/Ti(100nm)/SiN(600nm)/Si基板の通常測定とインプレーン測定の比較例
    • 図2)多層膜のX線反射率(XRR)評価例。 XRRは非破壊で密度・膜厚・ラフネスの情報を同時に得ることができる。
  • 特徴
    平行性の高いX線、高精度なゴニオメータを用いることにより、下記の測定が可能。
    1.数nm~1000nmの薄膜の反射率測定(膜密度、膜厚、表面・界面ラフネス評価)
    2.面内回折(インプレーン)測定による、nmレベルの薄膜の結晶相同定、配向性評価
    3.エピタキシャル結晶の方位解析、単結晶の結晶性評価
    4.-50mm~+50mm領域のX,Yマッピング測定
  • 実施例
    ・薄膜X線回折測定・インプレーン測定(図1参照)
    ・high-k、low-k膜や多層膜の膜密度・膜厚定量評価(図2参照)