--- title: X線反射率法(XRR)｜株式会社イオンテクノセンター description: イオンテクノセンターは「イオン注入」「物理分析」および研究開発におけるコンサルティングや技術開発サポートなどを行うプロフェッショナル集団です。最先端の技術と設備を備えた時代の求める創造的ラボラトリーとして企業や大学研究者の方々の良きパートナーを目指しています。 image: https://iontc.co.jp/hubfs/assets/images/common/ogp.png --- # X線反射率法（XRR） ## 原理概要 ウェハーに成膜した膜などに、X線をサンプル表面にすれすれに入射させ、反射してきたX線の強度変化から膜厚と膜の密度、 表面・界面の粗さを求めることができます。下の原理イメージ図のように、膜の表面と界面で反射したX線の強度は膜厚の 厚みにより変化します。また、X線の全反射を起こす臨界角を求めることにより、膜の密度と膜厚を同時に求めることが できます。  ## 原理イメージ図 ![XRR原理イメージ図](https://iontc.co.jp/hs-fs/hubfs/Analysis%20Service/%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%82%A4%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B8%E5%9B%B3/XRR%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%82%A4%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B8%E5%9B%B3.png?width=600&height=263&name=XRR%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%82%A4%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B8%E5%9B%B3.png) **XRRの測定原理図** ## 実測したXRRプロファイルの結果 実際に測定したXRRの結果を下図に示します。SiウェハーにDLC（ダイヤモンドライクカーボン）を成膜したサンプルを 用いています。 測定されたプロファイル（青線）と、下図のモデルを用いてシミュレーション（赤線）したプロファイルが一致するように、 モデルの各パラメータを変化させて、密度・膜厚・ラフネスを決定します。         ![XRR_2PNG](https://iontc.co.jp/hs-fs/hubfs/Analysis%20Service/%E5%8E%9F%E7%90%86%E3%82%A4%E3%83%A1%E3%83%BC%E3%82%B8%E5%9B%B3/XRR_2PNG.png?width=390&height=270&name=XRR_2PNG.png)![XRR_2_PNG](https://iontc.co.jp/hs-fs/hubfs/XRR_2_PNG.png?width=437&height=332&name=XRR_2_PNG.png) ** 　　　           計算に用いた薄膜のモデル　　　　　       XRR測定プロファイルとシミュレーション**   ## 応用例 薄膜の膜厚、密度評価の応用例としては下記があります。 ・半導体デバイス：TaN, HfO2, Low-k膜, 各種ALD膜等 ・光学デバイス：多層膜ミラー、フィルター等 ・材料科学、薄膜材料：グラフェンやMoS2などの2次元材料  ## 特徴と欠点 ＜特徴＞ 1. 非破壊で分析可能  2. 密度と膜厚が同時に測定可能  3. 結晶でもアモルファスでも測定可能  4. 数層程度の多層膜の評価  5. 膜厚は数 nm ～ 300 nm 程度（材料によります）、密度のみなら膜厚不問  ＜欠点＞ 1. 曲率のあるサンプルは不可  2. ナノメートルオーダーの平坦な表面が必要 3. 測定範囲が数 mm 以上  4. 類似の膜密度同士の組み合わせでは評価が困難 5. 大まかな組成、構造の情報が必要  [一覧へ戻る](https://43325678.hs-sites.com/service/ana#section03) [![contact](https://iontc.co.jp/hs-fs/hubfs/assets/images/common/contact.png?width=520&height=162&name=contact.png)](http://43325678.hs-sites.com/service/contact_service_02/) - [TOP](https://iontc.co.jp)      >       - [サービストップ](https://iontc.co.jp/service)      >       - [分析サービス](https://iontc.co.jp/service/ana)      >       - X線反射率法（XRR） [![TOP](https://iontc.co.jp/hubfs/assets/images/common/btn-page-top.svg)](https://iontc.co.jp/service/ana/xrr#)