JP2000292141A - 蛍光ｘ線を用いた膜厚測定方法 - Google Patents
蛍光ｘ線を用いた膜厚測定方法Info
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Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法に関し、標準
試料を用いて感度直線を作成する際に、成膜時の多層膜
構造を反映するように感度を補正し、分析対象における
未知の層の膜厚を精度良く測定する。 【解決手段】 標準試料を分析層を同じ材料の層で挟ん
だ多層構造とし、理論強度を計算する際に、標準試料の
成膜時の膜構造モデルを用いて感度直線を得る。
試料を用いて感度直線を作成する際に、成膜時の多層膜
構造を反映するように感度を補正し、分析対象における
未知の層の膜厚を精度良く測定する。 【解決手段】 標準試料を分析層を同じ材料の層で挟ん
だ多層構造とし、理論強度を計算する際に、標準試料の
成膜時の膜構造モデルを用いて感度直線を得る。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は蛍光Ｘ線を用いた膜
厚測定方法に関するものであり、特に、磁気ディスク装
置に用いるスピンバルブ膜等の金属多層薄膜の膜厚を高
精度で測定するための標準試料に対する感度直線の求め
方に特徴のある蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法に関する
ものである。
厚測定方法に関するものであり、特に、磁気ディスク装
置に用いるスピンバルブ膜等の金属多層薄膜の膜厚を高
精度で測定するための標準試料に対する感度直線の求め
方に特徴のある蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線を用いて試料の多層膜構造を
解析する方法として、Ｘ線反射率と蛍光Ｘ線測定による
金属多層膜の構造解析方法が提案（必要ならば、特願平
９−２６８７５０号参照）されており、この様な構造解
析方法においては、Ｘ線反射率測定データの解析により
予め各層の付着量を求めた薄膜標準試料における蛍光Ｘ
線の感度係数を参照して、解析対象となる金属多層薄膜
の蛍光Ｘ線の強度から膜厚を求めるものであり、この様
な膜厚測定法により、±５％の精度で膜厚測定を行える
ようになった。なお、この誤差の多くは、Ｘ線反射率の
解析誤差による。
解析する方法として、Ｘ線反射率と蛍光Ｘ線測定による
金属多層膜の構造解析方法が提案（必要ならば、特願平
９−２６８７５０号参照）されており、この様な構造解
析方法においては、Ｘ線反射率測定データの解析により
予め各層の付着量を求めた薄膜標準試料における蛍光Ｘ
線の感度係数を参照して、解析対象となる金属多層薄膜
の蛍光Ｘ線の強度から膜厚を求めるものであり、この様
な膜厚測定法により、±５％の精度で膜厚測定を行える
ようになった。なお、この誤差の多くは、Ｘ線反射率の
解析誤差による。
【０００３】この場合の薄膜標準試料としては、バック
グラウンドに不所望な出力を放出しないＳｉを基板とし
て用い、このＳｉ基板の上に解析対象となる分析層Ｘ
を、分析層Ｘとの屈折率差の大きな下地層及び保護層と
なるＴａ層で挟んだＳｉ／Ｔａ／Ｘ／Ｔａ構造を用いて
いる。この場合、分析層Ｘの付着量が異なる複数の標準
試料を用意し、この複数の標準試料の各々に対してＸ線
反射率解析の結果から求めた理論強度と蛍光Ｘ線測定強
度との関係から、蛍光Ｘ線装置の感度補正を行うことに
より膜厚が未知な試料の測定が可能になるものである。
グラウンドに不所望な出力を放出しないＳｉを基板とし
て用い、このＳｉ基板の上に解析対象となる分析層Ｘ
を、分析層Ｘとの屈折率差の大きな下地層及び保護層と
なるＴａ層で挟んだＳｉ／Ｔａ／Ｘ／Ｔａ構造を用いて
いる。この場合、分析層Ｘの付着量が異なる複数の標準
試料を用意し、この複数の標準試料の各々に対してＸ線
反射率解析の結果から求めた理論強度と蛍光Ｘ線測定強
度との関係から、蛍光Ｘ線装置の感度補正を行うことに
より膜厚が未知な試料の測定が可能になるものである。
【０００４】ここで用いられる理論強度計算法はＦＰ
（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）法と
呼ばれるものであり、多層構造膜における分析層以外の
層での吸収効果や、分析層以外の層からのＸ線による分
析層の励起効果等が取り入れられる。
（Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）法と
呼ばれるものであり、多層構造膜における分析層以外の
層での吸収効果や、分析層以外の層からのＸ線による分
析層の励起効果等が取り入れられる。
【０００５】従来の蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法にお
いてＦＰ法を行う際には、標準試料及び未知の解析対象
試料の計算モデルは、例えば、標準試料におけるＴａ層
のように、同じ材料からなる層が複数ある場合でも、そ
れらを一層にまとめた構造として計算していたので、こ
の状況を図３を参照して説明する。
いてＦＰ法を行う際には、標準試料及び未知の解析対象
試料の計算モデルは、例えば、標準試料におけるＴａ層
のように、同じ材料からなる層が複数ある場合でも、そ
れらを一層にまとめた構造として計算していたので、こ
の状況を図３を参照して説明する。
【０００６】図３参照 図３における「●」は、Ｒｕを分析対象としたＳｉ／Ｔ
ａ／Ｒｕ／Ｔａ構造の標準試料を用い、Ｒｕ層の付着量
が異なる６つの標準試料を用意し、まず、Ｘ線反射率測
定法によって、各層からの反射Ｘ線強度を測定し、その
測定結果に基づいて、最小二乗法を用いてフィッティン
グすることによって、各層の膜厚及び密度を独立に求
め、この膜厚及び密度から各層の付着量（＝膜厚×密
度）を求める。
ａ／Ｒｕ／Ｔａ構造の標準試料を用い、Ｒｕ層の付着量
が異なる６つの標準試料を用意し、まず、Ｘ線反射率測
定法によって、各層からの反射Ｘ線強度を測定し、その
測定結果に基づいて、最小二乗法を用いてフィッティン
グすることによって、各層の膜厚及び密度を独立に求
め、この膜厚及び密度から各層の付着量（＝膜厚×密
度）を求める。
【０００７】次いで、標準試料における膜構造がＳｉ／
Ｒｕ／Ｔａ構造であると仮定して、Ｘ線反射率測定・解
析によって求めた付着量を基にして、Ｔａ層における吸
収効果等を考慮したＦＰ法によって蛍光Ｘ線強度を計算
することによって理論Ｎｅｔ強度（理論ネット強度）を
求める。
Ｒｕ／Ｔａ構造であると仮定して、Ｘ線反射率測定・解
析によって求めた付着量を基にして、Ｔａ層における吸
収効果等を考慮したＦＰ法によって蛍光Ｘ線強度を計算
することによって理論Ｎｅｔ強度（理論ネット強度）を
求める。
【０００８】次いで、６つの標準試料に対して蛍光Ｘ線
の強度測定を行い、測定した蛍光Ｘ線強度とＦＰ法によ
って計算した理論Ｎｅｔ強度の相関をグラフ化し、最小
二乗法を用いて各測定点が乗る感度直線を得る。なお、
この場合、蛍光Ｘ線を得るためには、ターゲットのＲｈ
からの連続波長のＸ線を用いて、また、測定対象のＸ
線、即ち、蛍光Ｘ線としては、ＲｕのＫα線がターゲッ
トのＲｈ線と重なるため、ＲｕのＬα線、即ち、Ｒｕ−
Ｌα線を用いる。
の強度測定を行い、測定した蛍光Ｘ線強度とＦＰ法によ
って計算した理論Ｎｅｔ強度の相関をグラフ化し、最小
二乗法を用いて各測定点が乗る感度直線を得る。なお、
この場合、蛍光Ｘ線を得るためには、ターゲットのＲｈ
からの連続波長のＸ線を用いて、また、測定対象のＸ
線、即ち、蛍光Ｘ線としては、ＲｕのＫα線がターゲッ
トのＲｈ線と重なるため、ＲｕのＬα線、即ち、Ｒｕ−
Ｌα線を用いる。
【０００９】この得られた感度直線における傾き、即
ち、感度係数ｆは、 ｆ＝６．７２±１．０８ となり、感度係数精度は、±１６％（≒１．０８／６．
７２）であった。この様な感度直線を用いて、解析対象
となる多層金属膜における分析層の膜厚を測定すること
になる。
ち、感度係数ｆは、 ｆ＝６．７２±１．０８ となり、感度係数精度は、±１６％（≒１．０８／６．
７２）であった。この様な感度直線を用いて、解析対象
となる多層金属膜における分析層の膜厚を測定すること
になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＦＰ法
の場合には、同じ材料からなる層が複数層ある場合に
も、それらを一層としてまとめた構造として吸収効果等
を計算していたので、測定する蛍光Ｘ線としてＫ線に比
べて他の層における吸収効果が非常に大きなＲｕ−Ｌα
線等のＬ線やＭ線を用いた場合には、吸収効果が正確に
計算されず、得られた感度係数の精度が低下し、結果と
して、解析対象となる分析層の膜厚を精度良く求めるこ
とができないという問題がある。因に、Ｒｕ−Ｌα線
は、Ｒｕ−Ｋα線に比べて、Ｔａ層においてかなり吸収
される。
の場合には、同じ材料からなる層が複数層ある場合に
も、それらを一層としてまとめた構造として吸収効果等
を計算していたので、測定する蛍光Ｘ線としてＫ線に比
べて他の層における吸収効果が非常に大きなＲｕ−Ｌα
線等のＬ線やＭ線を用いた場合には、吸収効果が正確に
計算されず、得られた感度係数の精度が低下し、結果と
して、解析対象となる分析層の膜厚を精度良く求めるこ
とができないという問題がある。因に、Ｒｕ−Ｌα線
は、Ｒｕ−Ｋα線に比べて、Ｔａ層においてかなり吸収
される。
【００１１】また、Ｘ線反射率測定において、Ｒｕのよ
うに、反射率測定の際に照射する特定波長のＸ線に対す
る分析層の屈折率が分析層を挟むＴａの屈折率と近い場
合、両者の界面が良好に分離されないため、Ｘ線反射率
測定データの解析精度が低下し、膜厚の絶対精度が低下
するという問題がある。
うに、反射率測定の際に照射する特定波長のＸ線に対す
る分析層の屈折率が分析層を挟むＴａの屈折率と近い場
合、両者の界面が良好に分離されないため、Ｘ線反射率
測定データの解析精度が低下し、膜厚の絶対精度が低下
するという問題がある。
【００１２】したがって、本発明は、標準試料を用いて
感度直線を作成する際に、成膜時の実際の多層膜構造を
反映するように感度を補正し、分析対象における未知の
層の膜厚を精度良く測定することを目的とする。
感度直線を作成する際に、成膜時の実際の多層膜構造を
反映するように感度を補正し、分析対象における未知の
層の膜厚を精度良く測定することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の膜厚測定
方法のフローを示す原理的構成の説明図であり、この図
１を参照して本発明における課題を解決するための手段
を説明する。 図１参照 （１）本発明は、蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法におい
て、標準試料を分析層を同じ材料の層で挟んだ多層構造
とし、蛍光Ｘ線の理論強度を計算する際に、標準試料の
成膜時の膜構造モデルを用いて感度直線を得ることを特
徴とする。
方法のフローを示す原理的構成の説明図であり、この図
１を参照して本発明における課題を解決するための手段
を説明する。 図１参照 （１）本発明は、蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法におい
て、標準試料を分析層を同じ材料の層で挟んだ多層構造
とし、蛍光Ｘ線の理論強度を計算する際に、標準試料の
成膜時の膜構造モデルを用いて感度直線を得ることを特
徴とする。
【００１４】この様に、標準試料を分析層を同じ材料の
層で挟んだ多層構造とした場合、図１ので測定した蛍
光Ｘ線の理論強度を計算する際に、図１のに示すよう
に、標準試料の成膜時の膜構造モデルを用いることによ
って、図１ので示すように、分析層を挟む同じ材料の
層における吸収効果を正確に反映した感度直線を得るこ
とができる。
層で挟んだ多層構造とした場合、図１ので測定した蛍
光Ｘ線の理論強度を計算する際に、図１のに示すよう
に、標準試料の成膜時の膜構造モデルを用いることによ
って、図１ので示すように、分析層を挟む同じ材料の
層における吸収効果を正確に反映した感度直線を得るこ
とができる。
【００１５】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、標準試料を構成する各層の付着量を、標準試料のＸ
線反射率測定データにより求まる各層の膜厚及び密度か
ら求めることを特徴とする。
て、標準試料を構成する各層の付着量を、標準試料のＸ
線反射率測定データにより求まる各層の膜厚及び密度か
ら求めることを特徴とする。
【００１６】この様に、標準試料を構成する各層の付着
量を、図１のに示すように、標準試料のＸ線反射率測
定データにより求まる各層の膜厚及び密度から求めるこ
とによって、付着量を精度良く評価することができる。
なお、この場合、感度直線の傾き、即ち、感度係数に
は、現在の測定技術では、Ｘ線反射率解析による密度の
誤差±５％を含んでいる。
量を、図１のに示すように、標準試料のＸ線反射率測
定データにより求まる各層の膜厚及び密度から求めるこ
とによって、付着量を精度良く評価することができる。
なお、この場合、感度直線の傾き、即ち、感度係数に
は、現在の測定技術では、Ｘ線反射率解析による密度の
誤差±５％を含んでいる。
【００１７】（３）また、本発明は、上記（２）におい
て、標準試料を構成する各層が、互いに接する層の屈折
率差が大きくなるように分析層以外の層の材料を選択す
ることを特徴とする。
て、標準試料を構成する各層が、互いに接する層の屈折
率差が大きくなるように分析層以外の層の材料を選択す
ることを特徴とする。
【００１８】この様に、互いに接する層の屈折率差を大
きくすることによって、界面におけるＸ線反射が良好に
なるので、Ｘ線反射率測定を精度良く行うことができ
る。なお、このＸ線の屈折率差は、Ｔａ／Ｒｕの屈折率
差以上の屈折率差が必要である。
きくすることによって、界面におけるＸ線反射が良好に
なるので、Ｘ線反射率測定を精度良く行うことができ
る。なお、このＸ線の屈折率差は、Ｔａ／Ｒｕの屈折率
差以上の屈折率差が必要である。
【００１９】（４）また、本発明は、上記（１）におい
て、標準試料を構成する各層の付着量を、ラザフォード
後方散乱分析法により求めることを特徴とする。
て、標準試料を構成する各層の付着量を、ラザフォード
後方散乱分析法により求めることを特徴とする。
【００２０】この様に、標準試料を構成する各層の付着
量を求める場合には、ラザフォード後方散乱分析法（Ｒ
ＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ
ｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いても良いも
のである。
量を求める場合には、ラザフォード後方散乱分析法（Ｒ
ＢＳ：Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ
ｉｎｇ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いても良いも
のである。
【００２１】（５）また、本発明は、上記（１）におい
て、標準試料を構成する各層の付着量を、ラザフォード
後方散乱分析法により求めた値と、標準試料のＸ線反射
率測定データにより求まる各層の膜厚及び密度から求め
た値とを相補的に用いて求めることを特徴とする。
て、標準試料を構成する各層の付着量を、ラザフォード
後方散乱分析法により求めた値と、標準試料のＸ線反射
率測定データにより求まる各層の膜厚及び密度から求め
た値とを相補的に用いて求めることを特徴とする。
【００２２】この様に、付着量を求める際に、ＲＢＳ法
とＸ線反射率測定法を相補的に用い、ＲＢＳ法によって
得た結果を、Ｘ線反射率測定データを解析する際の初期
値に用いる等によって、より高精度に膜厚，付着量を求
めることができる。例えば、ＲＢＳ法によって付着量を
求め、Ｘ線反射率測定法によって膜厚を求めることによ
って、密度誤差を±２％に抑えることができる。
とＸ線反射率測定法を相補的に用い、ＲＢＳ法によって
得た結果を、Ｘ線反射率測定データを解析する際の初期
値に用いる等によって、より高精度に膜厚，付着量を求
めることができる。例えば、ＲＢＳ法によって付着量を
求め、Ｘ線反射率測定法によって膜厚を求めることによ
って、密度誤差を±２％に抑えることができる。
【００２３】（６）また、本発明は、上記（１）乃至
（５）のいずれかによって求めた感度直線の傾きを用い
て、同じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成す
る各層の膜厚を測定する際に、複数の同じ材料からなる
層について、複数の異なった波長の蛍光Ｘ線を用いるこ
とによって、複数の同じ材料からなる層の付着量を分離
して求めることを特徴とする。
（５）のいずれかによって求めた感度直線の傾きを用い
て、同じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成す
る各層の膜厚を測定する際に、複数の同じ材料からなる
層について、複数の異なった波長の蛍光Ｘ線を用いるこ
とによって、複数の同じ材料からなる層の付着量を分離
して求めることを特徴とする。
【００２４】この様に、図１のに示すように、標準試
料によって求めた感度直線の傾き、即ち、感度係数を用
いて同じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成す
る各層の膜厚を測定する際に、複数の異なった波長の蛍
光Ｘ線を用いて複数の同じ材料からなる層の付着量を分
離して求めることによって、同じ材料からなる層の個別
の膜厚を精度良く求めることができる。例えば、Ｘ線入
射面に近い層に対しては、他の層における吸収の大きな
波長のＸ線、例えば、Ｌ線或いはＭ線を用い、下層に対
しては吸収の小さなＫ線を用いることによって、ＦＰ法
によって計算する際に、良好に分離した結果を得ること
ができる。
料によって求めた感度直線の傾き、即ち、感度係数を用
いて同じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成す
る各層の膜厚を測定する際に、複数の異なった波長の蛍
光Ｘ線を用いて複数の同じ材料からなる層の付着量を分
離して求めることによって、同じ材料からなる層の個別
の膜厚を精度良く求めることができる。例えば、Ｘ線入
射面に近い層に対しては、他の層における吸収の大きな
波長のＸ線、例えば、Ｌ線或いはＭ線を用い、下層に対
しては吸収の小さなＫ線を用いることによって、ＦＰ法
によって計算する際に、良好に分離した結果を得ること
ができる。
【００２５】（７）また、本発明は、上記（１）乃至
（５）のいずれかによって求めた感度直線の傾きを用い
て、同じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成す
る各層の膜厚を測定する際に、複数の同じ材料からなる
層の付着量を、一層にまとめた構造モデルによって計算
したのち、各層の成膜時間により付着量を分割し、この
分割した付着量に基づいて金属多層膜中の分析対象とな
る層の膜厚を再計算することを特徴とする。
（５）のいずれかによって求めた感度直線の傾きを用い
て、同じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成す
る各層の膜厚を測定する際に、複数の同じ材料からなる
層の付着量を、一層にまとめた構造モデルによって計算
したのち、各層の成膜時間により付着量を分割し、この
分割した付着量に基づいて金属多層膜中の分析対象とな
る層の膜厚を再計算することを特徴とする。
【００２６】この様に、複数の同じ材料からなる層の付
着量を、一層にまとめた構造モデルによって計算したの
ち、各層の成膜時間により付着量を分割し、この分割し
た付着量に基づいて金属多層膜中の分析対象となる層の
膜厚を再計算することによって、吸収効果をより正確に
反映した結果を得ることができる。
着量を、一層にまとめた構造モデルによって計算したの
ち、各層の成膜時間により付着量を分割し、この分割し
た付着量に基づいて金属多層膜中の分析対象となる層の
膜厚を再計算することによって、吸収効果をより正確に
反映した結果を得ることができる。
【００２７】（８）また、本発明は、上記（６）及び
（７）において求めた付着量を相補的に用いて、金属多
層膜中の分析対象となる層の膜厚を計算することを特徴
とする。
（７）において求めた付着量を相補的に用いて、金属多
層膜中の分析対象となる層の膜厚を計算することを特徴
とする。
【００２８】この様に、異なった波長による分析結果
と、成膜時間により分割した結果とを相補的に用いるこ
とによって、金属多層膜中の分析対象となる層の膜厚を
より正確に計算することができる。
と、成膜時間により分割した結果とを相補的に用いるこ
とによって、金属多層膜中の分析対象となる層の膜厚を
より正確に計算することができる。
【００２９】（９）また、本発明は、上記（１）乃至
（８）のいずれかにおいて、金属多層膜中の分析対象と
なる層が、積層フェリスピンバルブ膜におけるＲｕ膜で
あることを特徴とする。
（８）のいずれかにおいて、金属多層膜中の分析対象と
なる層が、積層フェリスピンバルブ膜におけるＲｕ膜で
あることを特徴とする。
【００３０】上記の（１）乃至（８）の膜厚測定法は、
Ｔａと屈折率が近い薄いＲｕ膜をピンド層の一部として
用いている積層フェリスピンバルブ膜、即ち、ピンド層
中に２つの磁気モーメントの異なった磁性膜を有するス
ピンバルブ膜の膜構造解析に好適であり、この様な膜構
造解析結果を薄膜磁気ヘッドの量産過程における膜厚管
理に用いることによって磁気ディスク装置の品質を向上
することができる。
Ｔａと屈折率が近い薄いＲｕ膜をピンド層の一部として
用いている積層フェリスピンバルブ膜、即ち、ピンド層
中に２つの磁気モーメントの異なった磁性膜を有するス
ピンバルブ膜の膜構造解析に好適であり、この様な膜構
造解析結果を薄膜磁気ヘッドの量産過程における膜厚管
理に用いることによって磁気ディスク装置の品質を向上
することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】ここで、図２乃至図５を参照し
て、本発明の実施の形態の蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方
法の手順を説明する。まず、測定対象となる多層薄膜試
料として用いるフェリスピンバルブ膜の積層構造を説明
すると、（１００）面を主面とするシリコン基板上にス
パッタリング法を用いて厚さ５０ÅのＴａ膜、厚さ２０
ÅのＮｉＦｅ膜からなるフリー層、厚さ１５ÅのＣｏＦ
ｅＢ膜からなるフリー層、厚さ３０ÅのＣｕ膜からなる
中間層、厚さ２５ÅのＣｏＦｅＢ膜／厚さ８ÅのＲｕ膜
／厚さ１５ÅのＣｏＦｅＢ膜の３層構造からなるピンド
層、厚さ１５０ÅのＰｄＰｔＭｎ膜からなる反強磁性体
層、及び、厚さ６０ÅのＴａ膜を順次積層させ、Ｓｉ／
Ｔａ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＢ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ
／ＣｏＦｅＢ／ＰｄＰｔＭｎ／Ｔａからなる多層薄膜構
造を形成し、ピンド層を構成するＲｕ膜を膜厚測定対象
とする。なお、各ＣｏＦｅＢ膜におけるＢ組成比は２％
であり、耐熱性の向上のために添加している。
て、本発明の実施の形態の蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方
法の手順を説明する。まず、測定対象となる多層薄膜試
料として用いるフェリスピンバルブ膜の積層構造を説明
すると、（１００）面を主面とするシリコン基板上にス
パッタリング法を用いて厚さ５０ÅのＴａ膜、厚さ２０
ÅのＮｉＦｅ膜からなるフリー層、厚さ１５ÅのＣｏＦ
ｅＢ膜からなるフリー層、厚さ３０ÅのＣｕ膜からなる
中間層、厚さ２５ÅのＣｏＦｅＢ膜／厚さ８ÅのＲｕ膜
／厚さ１５ÅのＣｏＦｅＢ膜の３層構造からなるピンド
層、厚さ１５０ÅのＰｄＰｔＭｎ膜からなる反強磁性体
層、及び、厚さ６０ÅのＴａ膜を順次積層させ、Ｓｉ／
Ｔａ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＢ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ
／ＣｏＦｅＢ／ＰｄＰｔＭｎ／Ｔａからなる多層薄膜構
造を形成し、ピンド層を構成するＲｕ膜を膜厚測定対象
とする。なお、各ＣｏＦｅＢ膜におけるＢ組成比は２％
であり、耐熱性の向上のために添加している。
【００３２】図２参照 次いで、この様なフェリスピンバルブ膜の膜厚を測定す
るための標準試料として、（１００）面を主面とするシ
リコン基板上にスパッタリング法を用いて厚さ５０Åの
Ｔａ膜、厚さ２５ÅのＣｏＦｅＢ膜、厚さＸÅのＲｕ膜
／厚さ２２ÅのＣｏＦｅＢ膜、及び、厚さ６０ÅのＴａ
膜を順次積層させ、Ｓｉ／Ｔａ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／Ｃ
ｏＦｅＢ／Ｔａからなる多層薄膜構造を形成する。な
お、この場合のＲｕ膜を挟むＣｏＦｅＢは、Ｘ線反射率
測定の際に用いる波長が、例えば、λ＝１．６２Åの単
一波長の入射Ｘ線に対するＴａ膜とＲｕ膜の屈折率の差
が小さいので、各層の界面の屈折率差を大きくするため
に挿入しているものである。また、この場合のＲｕ膜の
膜厚ＸÅとしては、７Å、１０Å、２０Å、３０Å、３
０Å、５０Å、７０Å、及び、１００Åの８種類の標準
試料を用意する。
るための標準試料として、（１００）面を主面とするシ
リコン基板上にスパッタリング法を用いて厚さ５０Åの
Ｔａ膜、厚さ２５ÅのＣｏＦｅＢ膜、厚さＸÅのＲｕ膜
／厚さ２２ÅのＣｏＦｅＢ膜、及び、厚さ６０ÅのＴａ
膜を順次積層させ、Ｓｉ／Ｔａ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／Ｃ
ｏＦｅＢ／Ｔａからなる多層薄膜構造を形成する。な
お、この場合のＲｕ膜を挟むＣｏＦｅＢは、Ｘ線反射率
測定の際に用いる波長が、例えば、λ＝１．６２Åの単
一波長の入射Ｘ線に対するＴａ膜とＲｕ膜の屈折率の差
が小さいので、各層の界面の屈折率差を大きくするため
に挿入しているものである。また、この場合のＲｕ膜の
膜厚ＸÅとしては、７Å、１０Å、２０Å、３０Å、３
０Å、５０Å、７０Å、及び、１００Åの８種類の標準
試料を用意する。
【００３３】次に、第１の工程として、この８つの標準
試料に対して蛍光Ｘ線強度測定を行う。この場合、照射
Ｘ線としては、ターゲットとしてＲｈを用いた連続波長
Ｘ線を用い、分析する蛍光Ｘ線としては、Ｒｕ−Ｋα線
がターゲットのＲｈ線と重なるため、Ｒｕ−Ｌα線を用
いる。
試料に対して蛍光Ｘ線強度測定を行う。この場合、照射
Ｘ線としては、ターゲットとしてＲｈを用いた連続波長
Ｘ線を用い、分析する蛍光Ｘ線としては、Ｒｕ−Ｋα線
がターゲットのＲｈ線と重なるため、Ｒｕ−Ｌα線を用
いる。
【００３４】次に、第２の工程として、８つの標準試料
に対して、出射角２θを０°＜２θ＜８°としたＸ線反
射率測定を行い、得られた測定データを従来公知の手法
により最小二乗フィッティングすることによって、２つ
のＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜を、それぞれ一層のＴａ膜及
びＣｏＦｅＢ膜としてまとめた形でＴａ膜、ＣｏＦｅＢ
膜、及び、Ｒｕ膜の膜厚及び密度を独立に求め、この求
めた膜厚及び密度からＴａ膜、ＣｏＦｅＢ膜、及び、Ｒ
ｕ膜の付着量（＝膜厚×密度）を求める。
に対して、出射角２θを０°＜２θ＜８°としたＸ線反
射率測定を行い、得られた測定データを従来公知の手法
により最小二乗フィッティングすることによって、２つ
のＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜を、それぞれ一層のＴａ膜及
びＣｏＦｅＢ膜としてまとめた形でＴａ膜、ＣｏＦｅＢ
膜、及び、Ｒｕ膜の膜厚及び密度を独立に求め、この求
めた膜厚及び密度からＴａ膜、ＣｏＦｅＢ膜、及び、Ｒ
ｕ膜の付着量（＝膜厚×密度）を求める。
【００３５】次いで、求めたＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜の
付着量に基づいてＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜による吸収効
果、特に、Ｔａ膜による吸収効果を取り入れたＦＰ法に
よってＲｕ膜からの実効的な蛍光Ｘ線強度を理論Ｎｅｔ
強度として求め、この理論Ｎｅｔ強度を横軸とし、上記
の蛍光Ｘ線強度の測定強度を縦軸にすることによって図
３に示す感度直線が得られる。
付着量に基づいてＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜による吸収効
果、特に、Ｔａ膜による吸収効果を取り入れたＦＰ法に
よってＲｕ膜からの実効的な蛍光Ｘ線強度を理論Ｎｅｔ
強度として求め、この理論Ｎｅｔ強度を横軸とし、上記
の蛍光Ｘ線強度の測定強度を縦軸にすることによって図
３に示す感度直線が得られる。
【００３６】図３参照 図３は、この様にして得られた「□」で示す各標準試料
における測定点が直線にのるように求めた感度直線を破
線で示した図であるが、感度直線の傾き、即ち感度係数
ｆが、従来のＳｉ／Ｔａ／Ｒｕ／Ｔａ構造の標準試料と
同じであるので、実線と重なっている。この結果、得ら
れた感度係数ｆは、 ｆ＝６．７２±０．３３ となり、感度係数精度は±４．９％（≒０．３３／６．
７２）となり、Ｔａ膜とＲｕ膜との間に屈折率差を大き
くするためのＣｏＦｅＢ膜を介在させることによって感
度係数精度、即ち、膜厚の絶対精度が大幅に向上した。
この結果、膜厚が１０Å以下の場合の解析精度が向上す
ることが理解される。
における測定点が直線にのるように求めた感度直線を破
線で示した図であるが、感度直線の傾き、即ち感度係数
ｆが、従来のＳｉ／Ｔａ／Ｒｕ／Ｔａ構造の標準試料と
同じであるので、実線と重なっている。この結果、得ら
れた感度係数ｆは、 ｆ＝６．７２±０．３３ となり、感度係数精度は±４．９％（≒０．３３／６．
７２）となり、Ｔａ膜とＲｕ膜との間に屈折率差を大き
くするためのＣｏＦｅＢ膜を介在させることによって感
度係数精度、即ち、膜厚の絶対精度が大幅に向上した。
この結果、膜厚が１０Å以下の場合の解析精度が向上す
ることが理解される。
【００３７】次に、Ｘ線反射率測定・解析の結果得られ
たＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜の付着量を、実際の成膜時の
膜構造モデル、即ち、Ｓｉ／Ｔａ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／
ＣｏＦｅＢ／Ｔａ構造に対応するように分割した付着
量、したがって、膜厚に応じた吸収効果を考慮して感度
係数を再計算して補正する。
たＴａ膜及びＣｏＦｅＢ膜の付着量を、実際の成膜時の
膜構造モデル、即ち、Ｓｉ／Ｔａ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／
ＣｏＦｅＢ／Ｔａ構造に対応するように分割した付着
量、したがって、膜厚に応じた吸収効果を考慮して感度
係数を再計算して補正する。
【００３８】図４参照 図４は、再計算により補正した感度直線を実線とし、破
線で表す補正前の感度直線とともに示した図であり、補
正の結果、得られた感度係数ｆは、 ｆ＝６．４５±０．３１ となり、感度係数精度は±４．８％と補正前とほぼ同じ
であるが、感度係数ｆ自体は約４％程度小さくなった。
線で表す補正前の感度直線とともに示した図であり、補
正の結果、得られた感度係数ｆは、 ｆ＝６．４５±０．３１ となり、感度係数精度は±４．８％と補正前とほぼ同じ
であるが、感度係数ｆ自体は約４％程度小さくなった。
【００３９】最後に、この様な標準試料によって求めた
補正した感度係数を用いて、測定対象となる多層薄膜試
料として用いるフェリスピンバルブ膜の積層構造、特
に、ピンド層を構成するＲｕ膜の膜厚を測定するが、こ
の測定の手順を図５を参照して説明する。
補正した感度係数を用いて、測定対象となる多層薄膜試
料として用いるフェリスピンバルブ膜の積層構造、特
に、ピンド層を構成するＲｕ膜の膜厚を測定するが、こ
の測定の手順を図５を参照して説明する。
【００４０】図５参照 まず、第１に、Ｓｉ／Ｔａ（５０Å）／ＮｉＦｅ（２０
Å）／ＣｏＦｅＢ（１５Å）／Ｃｕ（３０Å）／ＣｏＦ
ｅＢ（２５Å）／Ｒｕ（８Å）／ＣｏＦｅＢ（１５Å）
／ＰｄＰｔＭｎ（１５０Å）／Ｔａ（６０Å）構造のス
ピンバルブ膜にターゲットのＲｈからの連続Ｘ線を照射
して蛍光Ｘ線強度測定を行うが、上下のＴａ膜について
は分析線をＴａ−Ｌα線とし、ＰｄＰｔＭｎ膜について
はＭｎ−Ｋα線とし、Ｒｕ膜についてはＲｕ−Ｌα線と
し、３層のＣｏＦｅＢ膜についてはＣｏ−Ｋα線とし、
Ｃｕ層についてはＣｕ−Ｋα線とし、ＮｉＦｅ膜につい
てはＮｉ−Ｋα線とする。
Å）／ＣｏＦｅＢ（１５Å）／Ｃｕ（３０Å）／ＣｏＦ
ｅＢ（２５Å）／Ｒｕ（８Å）／ＣｏＦｅＢ（１５Å）
／ＰｄＰｔＭｎ（１５０Å）／Ｔａ（６０Å）構造のス
ピンバルブ膜にターゲットのＲｈからの連続Ｘ線を照射
して蛍光Ｘ線強度測定を行うが、上下のＴａ膜について
は分析線をＴａ−Ｌα線とし、ＰｄＰｔＭｎ膜について
はＭｎ−Ｋα線とし、Ｒｕ膜についてはＲｕ−Ｌα線と
し、３層のＣｏＦｅＢ膜についてはＣｏ−Ｋα線とし、
Ｃｕ層についてはＣｕ−Ｋα線とし、ＮｉＦｅ膜につい
てはＮｉ−Ｋα線とする。
【００４１】次いで、第２に、得られた各蛍光Ｘ線強度
に基づいて、予め求めてあるＴａ−Ｌα及びＣｏ−Ｋα
の感度係数を用いてＦＰ法によって、２層のＴａ膜の合
計付着量及び３層のＣｏＦｅＢ膜の合計付着量を求め
る。なお、この時点で、図４において●で示したＲｕ−
Ｌαの感度係数から求めたＲｕ膜の膜厚は７．１Åとな
る。
に基づいて、予め求めてあるＴａ−Ｌα及びＣｏ−Ｋα
の感度係数を用いてＦＰ法によって、２層のＴａ膜の合
計付着量及び３層のＣｏＦｅＢ膜の合計付着量を求め
る。なお、この時点で、図４において●で示したＲｕ−
Ｌαの感度係数から求めたＲｕ膜の膜厚は７．１Åとな
る。
【００４２】次いで、第３に、スピンバルブ膜の各層の
成膜時の成膜時間に応じて上下のＴａ膜の付着量及び３
層のＣｏＦｅＢ膜の付着量を夫々分離して求める。この
求めた結果により、スピンバルブ膜の膜構造モデルを、
Ｓｉ／Ｔａ（付着量既知）／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＢ（付
着量既知）／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ（付着量既知）／Ｒｕ／
ＣｏＦｅＢ（付着量既知）／ＰｄＰｔＭｎ／Ｔａ（付着
量既知）構造とし、Ｒｕ膜、その他のＮｉＦｅ膜、Ｃｕ
膜、及び、ＰｄＰｔＭｎ膜について、それぞれの分析線
の感度係数を基にして、上において測定された蛍光Ｘ線
強度からＦＰ法を用いて、各Ｔａ膜及び各ＣｏＦｅＢ膜
における吸収効果を取り入れてその付着量を再計算す
る。
成膜時の成膜時間に応じて上下のＴａ膜の付着量及び３
層のＣｏＦｅＢ膜の付着量を夫々分離して求める。この
求めた結果により、スピンバルブ膜の膜構造モデルを、
Ｓｉ／Ｔａ（付着量既知）／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＢ（付
着量既知）／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ（付着量既知）／Ｒｕ／
ＣｏＦｅＢ（付着量既知）／ＰｄＰｔＭｎ／Ｔａ（付着
量既知）構造とし、Ｒｕ膜、その他のＮｉＦｅ膜、Ｃｕ
膜、及び、ＰｄＰｔＭｎ膜について、それぞれの分析線
の感度係数を基にして、上において測定された蛍光Ｘ線
強度からＦＰ法を用いて、各Ｔａ膜及び各ＣｏＦｅＢ膜
における吸収効果を取り入れてその付着量を再計算す
る。
【００４３】図５における右側の数値は、この様に補正
した感度係数を用いて再計算した結果得られた各膜の膜
厚であり、各膜の膜厚は、成膜時に設定した膜厚より若
干薄くなっている。これは、設定した膜厚は、単層膜を
同じ成膜条件で比較的厚く堆積させた時の成膜速度から
評価しているため、単層膜の膜厚が表面に必然的に形成
される自然酸化を含んだ膜厚となり、スピンバルブ膜に
おける実際の膜厚より若干厚くなるためであると考えら
れる。
した感度係数を用いて再計算した結果得られた各膜の膜
厚であり、各膜の膜厚は、成膜時に設定した膜厚より若
干薄くなっている。これは、設定した膜厚は、単層膜を
同じ成膜条件で比較的厚く堆積させた時の成膜速度から
評価しているため、単層膜の膜厚が表面に必然的に形成
される自然酸化を含んだ膜厚となり、スピンバルブ膜に
おける実際の膜厚より若干厚くなるためであると考えら
れる。
【００４４】再計算の結果、Ｒｕ膜の膜厚は、再計算前
の７．１Åに対して６．９Åとなり、再計算前に比べて
約３％補正された。これは、主に、基板上のＴａ層（４
１Å）によるＲｕ−Ｌα線の吸収を補正したためであ
る。
の７．１Åに対して６．９Åとなり、再計算前に比べて
約３％補正された。これは、主に、基板上のＴａ層（４
１Å）によるＲｕ−Ｌα線の吸収を補正したためであ
る。
【００４５】この様に、本発明では蛍光Ｘ線を用いて膜
厚測定する際に、分析対象となる膜の蛍光Ｘ線に対する
感度係数を、標準試料の成膜時の膜構造を反映するよう
に補正しているので、分析対象の多層金属膜における膜
厚を精度良く測定することが可能になる。
厚測定する際に、分析対象となる膜の蛍光Ｘ線に対する
感度係数を、標準試料の成膜時の膜構造を反映するよう
に補正しているので、分析対象の多層金属膜における膜
厚を精度良く測定することが可能になる。
【００４６】また、本発明においては、標準試料を作成
する際に、下地層及び保護層となるＴａ膜との間に、Ｃ
ｏＦｅＢ膜を介在させて、Ｔａ膜とＲｕ膜の屈折率の差
が小さいことによる界面の分離不良を改善しているの
で、標準試料を構成する各膜の膜厚を測定するためのＸ
線反射率測定における反射Ｘ線強度を各膜毎により正確
に求めることができ、それによって、膜厚の絶対精度の
低下を抑制することができる。
する際に、下地層及び保護層となるＴａ膜との間に、Ｃ
ｏＦｅＢ膜を介在させて、Ｔａ膜とＲｕ膜の屈折率の差
が小さいことによる界面の分離不良を改善しているの
で、標準試料を構成する各膜の膜厚を測定するためのＸ
線反射率測定における反射Ｘ線強度を各膜毎により正確
に求めることができ、それによって、膜厚の絶対精度の
低下を抑制することができる。
【００４７】また、本発明においては、分析対象の多層
金属膜における膜構造も、成膜時の膜構造を反映するよ
うに、同じ材料からなる膜を分離して再計算しているの
で、対象となる分析層の膜厚を精度良く求めることがで
きる。
金属膜における膜構造も、成膜時の膜構造を反映するよ
うに、同じ材料からなる膜を分離して再計算しているの
で、対象となる分析層の膜厚を精度良く求めることがで
きる。
【００４８】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるもの
ではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記の実
施の形態の説明においては、標準試料を構成する各膜の
付着量をＸ線反射率測定法を用いて求めているが、ＲＢ
Ｓ法（ラザフォード後方散乱分析法）を用いて求めても
良いものである。
が、本発明は実施の形態に記載した構成に限られるもの
ではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記の実
施の形態の説明においては、標準試料を構成する各膜の
付着量をＸ線反射率測定法を用いて求めているが、ＲＢ
Ｓ法（ラザフォード後方散乱分析法）を用いて求めても
良いものである。
【００４９】また、ＲＢＳ法を用いる場合、Ｘ線反射率
測定法と相補的に用いても良いものである。即ち、ＲＢ
Ｓ法によって求めた付着量を、Ｘ線反射率測定法によっ
て得たデータを最小二乗フィッティングする際の初期値
として用いることによって、付着量をより正確に求める
ことが可能になる。
測定法と相補的に用いても良いものである。即ち、ＲＢ
Ｓ法によって求めた付着量を、Ｘ線反射率測定法によっ
て得たデータを最小二乗フィッティングする際の初期値
として用いることによって、付着量をより正確に求める
ことが可能になる。
【００５０】また、上記の実施の形態においては、スピ
ンバルブ膜の蛍光Ｘ線による膜厚測定において、２層存
在するＴａ膜を同じ波長の蛍光Ｘ線、即ち、Ｔａ−Ｌα
線を用いて測定し、また、３層存在するＣｏＦｅＢ膜を
同じ波長のＣｏ−Ｋα線を用いて強度測定を行っている
が、各層毎に異なった波長の蛍光Ｘ線を用いて強度測定
を行っても良いものである。例えば、Ｘ線入射面に近い
Ｔａ膜に対しては、他の層における吸収の大きな波長の
Ｔａ−Ｍα線を用い、下層に対しては吸収が相対的に小
さなＴａ−Ｌα線を用いることによって、ＦＰ法によっ
て計算する際に、分離した結果を得ることができる。
ンバルブ膜の蛍光Ｘ線による膜厚測定において、２層存
在するＴａ膜を同じ波長の蛍光Ｘ線、即ち、Ｔａ−Ｌα
線を用いて測定し、また、３層存在するＣｏＦｅＢ膜を
同じ波長のＣｏ−Ｋα線を用いて強度測定を行っている
が、各層毎に異なった波長の蛍光Ｘ線を用いて強度測定
を行っても良いものである。例えば、Ｘ線入射面に近い
Ｔａ膜に対しては、他の層における吸収の大きな波長の
Ｔａ−Ｍα線を用い、下層に対しては吸収が相対的に小
さなＴａ−Ｌα線を用いることによって、ＦＰ法によっ
て計算する際に、分離した結果を得ることができる。
【００５１】また、この様な異なった波長の蛍光Ｘ線に
よる強度測定の結果と、成膜時の成膜時間に基づいて付
着量を分割する手法とを相補的に用いることによって、
より精度の高い付着量分離が可能になり、それによっ
て、吸収効果をより正確に反映することが可能になる。
よる強度測定の結果と、成膜時の成膜時間に基づいて付
着量を分割する手法とを相補的に用いることによって、
より精度の高い付着量分離が可能になり、それによっ
て、吸収効果をより正確に反映することが可能になる。
【００５２】また、上記の実施の形態においては、分析
対象となる金属多層膜をフェリスピンバルブ膜とし、そ
の内のピンド層を構成するＲｕ膜の膜厚を測定している
が、Ｒｕ膜に限られるものではなく、中間層を構成する
Ｃｕ膜の膜厚、或いは、フリー層を構成するＮｉＦｅ膜
或いはＣｏＦｅＢ膜、さらには、反強磁性層を構成する
ＰｄＰｔＭｎ膜の膜厚測定にも適用されるものであり、
さらには、スピンバルブ膜以外の他の金属多層膜にも適
用されるものである。
対象となる金属多層膜をフェリスピンバルブ膜とし、そ
の内のピンド層を構成するＲｕ膜の膜厚を測定している
が、Ｒｕ膜に限られるものではなく、中間層を構成する
Ｃｕ膜の膜厚、或いは、フリー層を構成するＮｉＦｅ膜
或いはＣｏＦｅＢ膜、さらには、反強磁性層を構成する
ＰｄＰｔＭｎ膜の膜厚測定にも適用されるものであり、
さらには、スピンバルブ膜以外の他の金属多層膜にも適
用されるものである。
【００５３】また、上記の実施の形態においては、標準
試料においては、互いに隣接する層の間の屈折率差を大
きくするためにＴａ膜とＲｕ膜との間にＣｏＦｅＢ膜を
介在させているが、ＣｏＦｅＢ膜に限られるものではな
く、Ｂを含まないＣｏＦｅ膜でも良いし、或いは、Ｒｕ
膜と屈折率が大きく異なる金属膜を用いても良いもので
ある。
試料においては、互いに隣接する層の間の屈折率差を大
きくするためにＴａ膜とＲｕ膜との間にＣｏＦｅＢ膜を
介在させているが、ＣｏＦｅＢ膜に限られるものではな
く、Ｂを含まないＣｏＦｅ膜でも良いし、或いは、Ｒｕ
膜と屈折率が大きく異なる金属膜を用いても良いもので
ある。
【００５４】また、分析対象となる分析層がＲｕ膜でな
い場合、標準試料を構成する分析層と分析層を挟む下地
層及び保護層との屈折率差が大きな場合、ＣｏＦｅＢ膜
等の屈折率差を大きくするための膜を介在させる必要は
必ずしもない。
い場合、標準試料を構成する分析層と分析層を挟む下地
層及び保護層との屈折率差が大きな場合、ＣｏＦｅＢ膜
等の屈折率差を大きくするための膜を介在させる必要は
必ずしもない。
【００５５】
【発明の効果】本発明によれば、蛍光Ｘ線を用いて膜厚
測定を行う際に、複数の非分析層における吸収効果を、
成膜時の膜構造に応じて分離して考慮しているので、高
精度の膜厚測定が可能になり、また、この様な膜厚測定
法を積層フェリスピンバルブ膜を用いた薄膜磁気ヘッド
の製造ラインの工程管理に適用することによって、品質
の均一化、不良品の検査を効果的に行うことができ、ひ
いては、薄膜磁気ヘッドの低コスト化、高品質化に寄与
するところが大きい。
測定を行う際に、複数の非分析層における吸収効果を、
成膜時の膜構造に応じて分離して考慮しているので、高
精度の膜厚測定が可能になり、また、この様な膜厚測定
法を積層フェリスピンバルブ膜を用いた薄膜磁気ヘッド
の製造ラインの工程管理に適用することによって、品質
の均一化、不良品の検査を効果的に行うことができ、ひ
いては、薄膜磁気ヘッドの低コスト化、高品質化に寄与
するところが大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態における感度直線作成フロ
ー図である。
ー図である。
【図３】本発明の実施の形態における感度直線図であ
る。
る。
【図４】本発明の実施の形態における試料構造を反映し
た強度計算モデルによる感度直線図である。
た強度計算モデルによる感度直線図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるスピンバルブ膜の
膜厚の測定フロー図である。
膜厚の測定フロー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北出 康博 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 渦巻 拓也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2F067 AA27 BB16 CC13 DD01 EE04 FF17 GG04 HH04 JJ03 KK01 KK06 KK08 RR24
Claims (9)
- 【請求項１】 標準試料を分析層を同じ材料の層で挟ん
だ多層構造とし、蛍光Ｘ線の理論強度を計算する際に、
前記標準試料の成膜時の膜構造モデルを用いて感度直線
を得ることを特徴とする蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方
法。 - 【請求項２】 上記標準試料を構成する各層の付着量
を、前記標準試料のＸ線反射率測定データにより求まる
各層の膜厚及び密度から求めることを特徴とする請求項
１記載の蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法。 - 【請求項３】 上記標準試料を構成する各層が、互いに
接する層の屈折率差が大きくなるように上記分析層以外
の層の材料を選択することを特徴とする請求項２記載の
蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法。 - 【請求項４】 上記標準試料を構成する各層の付着量
を、ラザフォード後方散乱分析法により求めることを特
徴とする請求項１記載の蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方
法。 - 【請求項５】 上記標準試料を構成する各層の付着量
を、ラザフォード後方散乱分析法により求めた値と、前
記標準試料のＸ線反射率測定データにより求まる各層の
膜厚及び密度から求めた値とを相補的に用いて求めるこ
とを特徴とする請求項１記載の蛍光Ｘ線を用いた膜厚測
定方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載の方法によって求めた感度直線の傾きを用いて、同
じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成する各層
の膜厚を測定する際に、前記複数の同じ材料からなる層
について、複数の異なった波長の蛍光Ｘ線を用いること
によって、前記複数の同じ材料からなる層の付着量を分
離して求めることを特徴とする蛍光Ｘ線を用いた膜厚測
定方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載の方法によって求めた感度直線の傾きを用いて、同
じ材料からなる層を複数含む金属多層膜を構成する各層
の膜厚を測定する際に、前記複数の同じ材料からなる層
の付着量を、一層にまとめた構造モデルによって計算し
たのち、前記各層の成膜時間により付着量を分割し、前
記分割した付着量に基づいて前記金属多層膜中の分析対
象となる層の膜厚を再計算することを特徴とする蛍光Ｘ
線を用いた膜厚測定方法。 - 【請求項８】 請求項６及び請求項７に記載の方法によ
って求めた付着量を相補的に用いて、上記金属多層膜中
の分析対象となる層の膜厚を計算することを特徴とする
蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法。 - 【請求項９】 上記金属多層膜中の分析対象となる層
が、積層フェリスピンバルブ膜におけるＲｕ膜であるこ
とを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の
蛍光Ｘ線を用いた膜厚測定方法。
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| JP09955399A Expired - Fee Related JP3706989B2 (ja) | 1999-04-07 | 1999-04-07 | 蛍光ｘ線を用いた膜厚測定方法 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20240172031A (ko) | 2023-05-31 | 2024-12-09 | 가부시키가이샤 히다치 하이테크 사이언스 | 형광 x선 분석 방법 및 형광 x선 분석 장치 |
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1999
- 1999-04-07 JP JP09955399A patent/JP3706989B2/ja not_active Expired - Fee Related
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