JP2017003464A - X線反射率法による表面粗さ・界面粗さの2次元情報評価方法及び評価プログラム - Google Patents
X線反射率法による表面粗さ・界面粗さの2次元情報評価方法及び評価プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】試料にX線を照射し、鏡面反射方向に反射する鏡面反射X線の強度を検出し、入射X線強度に対する鏡面反射X線強度の割合であるX線反射率を測定する(S10)。試料の解析モデルについてパラメータの初期値を設定し(S12)、X線の屈折、反射及び干渉を解析して、X線反射率を計算する(S14)。X線反射率の測定値と計算値との差が許容範囲内に収まるまで、パラメータを変更しながら計算を繰り返す(S16、S18)。差が許容範囲内に収まったときのパラメータによって、試料の多層構造の情報を得る(S20)。パラメータは、解析モデルの各層の表面又は界面のうち一つ以上について、表面又は界面の凹凸の高さ方向の大きさを表すラフネスと、凹凸の高さ方向に対して垂直方向の間隔を表す相関距離とを含む。
【選択図】図2
Description
(1)散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味する際に、試料1の表面又は界面での反射率を示すフレネル反射係数と、試料1の表面又は界面での透過率を示すフレネル透過係数との和が、該表面又は界面において、1よりも減少することを加味する。
(2)散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味する際に、試料1の表面又は界面で反射するX線強度と、試料1の表面又は界面を透過するX線強度との和が、該試料1の表面又は界面に入射するX線強度よりも減少することを加味する。
(3)散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味する際に、試料1の表面又は界面を透過するX線強度において、試料1の表面又は界面で反射するX線強度の表面粗さ又は界面粗さによる減少に伴う増大がないことを加味する。
(4)散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味する際に、試料1の表面又は界面を透過するX線強度が、試料1の粗さがある表面又は界面で表面粗さ又は界面粗さにより減少することを加味する。
(5)散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味する際に、試料1の表面又は界面で反射するX線強度と、試料1の表面又は界面を透過するX線強度との和が、前記散漫散乱の強度変化に対応して、該試料1の表面又は界面に入射するX線強度よりも減少することを加味する。
(6)X線反射率の測定を行うとともに、散漫散乱X線の強度の測定をも行っておき、散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味する際に、試料1の表面又は界面で反射するX線強度と、試料1の表面又は界面を透過するX線強度との和が、該試料1の表面又は界面に入射するX線強度よりも,前記測定された散漫散乱X線の強度変化に対応して減少することを加味する。
g(x,y)=〈{ z(x'+x,y'+y)−z(x',y')}2 〉
である。
g(x,y)=〈{z(x'+x,y'+y)−z(x',y')}2.〉
=2〈{z(x'+x,y'+y)}2〉−2〈z(x'+x,y'+y)〉〈z(x,y)〉
≡2σ2−2C(x,y)
と書ける。ここで、
C(x,y)=〈z(x'+x,y'+y)〉〈z(x,y)〉
を粗さ相関関数と呼ぶ。式(8)、式(9)の粗さ平均関数g(x)は、ラフネスσと粗さ相関関数C(x、y)とを用いて、次の式(10)で表わすことができる。
2 ゴニオメータ
3 X線源
4 モノクロメータ
5 検出器
6 入力部
7 表示部
8 コンピュータ
10 X線反射率測定装置
Claims (2)
- 多層構造の試料の表面に、前記表面となす入射角θを変えながらX線を照射し、前記X線が前記表面に入射する入射方向に対して散乱角2θをなす鏡面反射方向に反射する鏡面反射X線の強度を検出し、前記入射角θと対応付けて、前記表面に入射する前記X線の強度に対する前記鏡面反射X線の強度の割合であるX線反射率を測定する測定工程と、
前記試料の解析モデルについてパラメータの初期値を設定し、前記解析モデルの表面及び内部における前記X線の屈折、反射及び干渉を、散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味して解析することによって、前記入射角θと対応付けて前記X線反射率を計算する解析工程と、
前記解析工程で計算した前記X線反射率と、前記測定工程で測定した前記X線反射率との差が許容範囲内に収まるまで、前記パラメータの値を変更しながら前記解析工程を繰り返し、前記差が許容範囲内に収まったときの前記パラメータの前記値を最適値として決定する評価工程と、
を備え、
前記パラメータは、前記解析モデルの前記表面又は層間の界面のうち一つ以上について、前記表面又は界面の凹凸の高さ方向の大きさを表すラフネスと、前記凹凸の前記高さ方向に対して垂直方向の間隔を表す相関距離とを含むことを特徴とする、X線反射率法による多層膜の表面粗さ・界面粗さの2次元情報評価法。 - コンピュータに、
多層構造の試料の表面に、前記表面となす入射角θを変えながらX線を照射し、前記X線が前記表面に入射する入射方向に対して散乱角2θをなす鏡面反射方向に反射する鏡面反射X線の強度を検出し、前記入射角θと対応付けて、前記表面に入射する前記X線の強度に対する前記鏡面反射X線の強度の割合であるX線反射率を測定した結果を取得する測定データ取得ステップと、
前記試料の解析モデルについてパラメータの初期値を設定し、前記解析モデルにおける前記X線の屈折、反射及び干渉を、散漫散乱に伴う干渉成分の減少を加味して解析して、前記入射角θと対応付けて前記X線反射率を計算する解析ステップと、
前記解析ステップで計算した前記X線反射率と、前記測定データ取得ステップで取得した前記X線反射率との差が許容範囲内に収まるまで、前記パラメータの値を変更しながら前記解析ステップを繰り返し、前記差が許容範囲内に収まったときの前記パラメータの前記値を最適値として決定する評価ステップと、
を実行させるプログラムであって、
前記パラメータは、前記解析モデルの前記表面又は層間の界面のうち一つ以上について、前記表面又は界面の凹凸の高さ方向の大きさを表すラフネスと、前記凹凸の前記高さ方向に対して垂直方向の間隔を表す相関距離とを含むことを特徴とする、X線反射率法による多層膜の表面粗さ・界面粗さの2次元情報評価プログラム。
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