Röntgenreflektometrie - XRR

Mittels der Röntgenreflektometrie (XRR) lassen sich Schichtdicke, Dichte und Grenzflächenrauhigkeiten von ultradünnen Schichten und Schichtsystemen auf sehr glatten Substraten bestimmen. Der erfassbare Schichtdickenbereich liegt bei etwa 2–200 nm. Substrate sollten vorzugsweise Glas oder Silizium-Wafer sein. Bei der Schichtdickenbestimmung werden Genauigkeiten von ~ 0,2 nm erreicht. XRR ist eines der wenigen Verfahren, das eine Dichtebestimmung ohne Wägung ermöglicht und auch die Rauhigkeit von »vergrabenen« inneren Grenzflächen zwischen Schichten bestimmen kann. Reine Dichtebestimmungen sind auch an dickeren Schichten möglich, solange die Rauhigkeit der Oberflächen kleiner ist.

XRR-Messung zur Präzisionsschichtdickenbestimmung

XRR-Messung zur Präzisionsschichtdickenbestimmung. Reflektometriekurve einer Ag-ZnO-Doppelschicht auf Glas.
© Fraunhofer IST

Reflektometriekurve einer Ag-ZnO-Doppelschicht auf Glas. Die Bestimmung von Dichte, Schichtdicken und Rauhigkeit geschieht durch Annahme eines Modells dessen Parameter solange verfeinert werden, bis die gerechnete Reflektometriekurve (schwarz) optimal mit der experimentellen Kurve (gelb) übereinstimmt.