软X射线Mo/Si多层膜反射率拟合分析

由于多层膜的表界面粗糙度和材料之间的相互扩散等因素 ,导致多层膜的实际反射率小于理论计算的反射率 ,因此 ,多层膜结构参量的确定对镀膜工艺参量的标定具有重要意义。由于描述单个非理想粗糙界面散射的Stearns法适用于软X射线短波段区域 ,采用它的数学模型来描述软X射线多层膜的粗糙度 ,利用最小二乘法曲线拟合法对同步辐射测得的Mo/Si多层膜的反射率曲线进行拟合 ,得到了非常好的拟合结果 ,从而确定了多层膜结构参量 ,同时分析了多层膜周期厚度 ,厚度比率 ,界面宽度以及仪器光谱分辨率对多层膜反射特性的影响 ,这些工作都为镀膜工艺改进提供了一定的理论依据。

nm量级薄膜厚度测量

为了获得nm量级薄膜样品的精确厚度,采用软X射线反射率拟合方法、Bragg衍射方程方法和反射率Fourier变换方法分析了常规Cu靶X射线衍射数据及软X射线反射率数据。对厚度测量结果进行比较,3种方法得到的结果一致性很好。其中,软X射线反射率拟合和Bragg衍射方程方法精度很高,优于1nm,Fourier变换方法精度稍低。对于单层W薄膜样品,3种方法获得厚度分别为(15.21±0.60)nm,(14.0±1.0)nm和(13.8±1.5)nm;对于双层W/C薄膜样品,W层厚度分别为(12.64±0.60)nm,(13.0±1.0)nm和(13.9±1.5)nm。这3种方法测量结果精度主要取决于反射率数据测量精度,而Fourier变换方法精度随着能量升高而提高,随着掠入射角范围增大而提高。